2018年北京科技大学冶金与生态工程学院819化工原理概论之化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 已知在常压、25°C 下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度水量
绝干料；相对湿度
时，平衡含水
，现将湿基含水量为20%的该物料与25°C 、
【答案】0.241; 0.225
2． 在逆流操作的填料吸收塔中，若吸收因子A=0.5, 气液相平衡关系为y=2x，塔底气相进料中
当填料层高【答案】0.25
3． 某低浓度气体吸收过程，已知：相平衡常数为m=l，气膜和液膜的体积吸收系数分别为
则该吸收过程为_____控制过程。气膜阻
力占总阻力的百分数为_____，该气体为_____溶气体。
【答案】气膜；88.9%; 易溶
4． 在列管换热器的流体流径选择中，易产生污垢的流体通常走_____，高压高温流体走_____。
【答案】管内；管内
【解析】易结垢流体走管内，因为管内较易清洗；高压流体走管内，以免壳体受压，可减少壳层金属消耗量。
，塔底液相浓度为_____。
时，平衡含绝干料。
，的空气接触则该物料的自由含水量为_____kg
水/kg绝干料，非结合水分量为_____kg水/kg绝干料。
二、简答题
5． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分
也有确定的最高极限值；（3）增加回流
离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
，
比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
6． 试述传热和传质的区别和联系。
【答案】传热又称热传递，由于温度差引起的热量的转移；传质:物质内溶质存在浓度差而促使溶质向低浓度段转移的过程。两种方式一般是同时存在于某一体系内。
7． 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？
【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。
三、计算题
8． 固相3%（体积分数，下同）的某种悬浮液，用一小型板框过滤机进行恒压过滤，滤框内的空间尺寸为
总框数为10个，滤渣充满滤框所需时间为2h 。已知滤饼中
固相分率为60%，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。若洗水黏度、洗水的表压分压分别与滤液的黏度、过滤压强差相同，洗水体积为滤液体积的10%，每次卸渣、清理、装盒等辅助操作时间的和为0.5h 。试计算：（1）过滤常数K ；（2）该过滤机的生产能力Q
【答案】（1）单位滤液形成的滤饼体积为
过滤面积滤渣体积滤液体积
介质阻力忽略不计，所以（2）
生产能力
9． 由矿石焙烧炉出来的气体含有9%（摩尔分数）的质可认为与空气相同）。炉气进入填料吸收塔用纯水吸收比的1.2倍。要求
，炉气中其余气体视为惰性气体（其性，炉气量为
温度为20°C ,
操作压力为101.33kPa ，在此条件下，气液平衡关系式为y=1.25x，操作的实际液气比为最小液气
的回收率不小于90%，己知填料塔直径为lm ，体积传质系数
，试求：
（1）出塔的溶液组成^和吸收剂用量； （2）填料层高度。 【答案】（1）气体出口含量最小液气比实际液气比出塔液相组成气体流量吸收剂用量
传质单元高度
平均推动力
传质单元数
10．某填料吸收塔，用纯水逆流吸收气体混合物中的可溶组分A ，气相总传质单元高度采用液气比为最小液气比的1.4倍。已知在操作范围内相平衡关系为y=1.2x。试求：
（1）填料塔的有效高度应为多少？
（2）若在该填料塔内进行吸收操作，采用液气比为1.8, 则出塔的液体、气体浓度各为多少？ 【答案】⑴最小液气比为
为
0.3m 。入塔气体中A 组分的含量为0.06（摩尔分率，下同），工艺要求A 组分的回收率为95%，