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一、简答题

1． 简述工业吸收操作大多是选用化学吸收的原因，即化学吸收的优点。

【答案】（1）化学反应提高了吸收的选择性；

（2）加快吸收速度，从而减小设备容积；

（3）反应増加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；

（4）反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。

2． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量低于的水分称为平衡水，高于的水分称为自由水。

物料中大于的那当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

3． 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，他分析后做出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因？（水温太高，真空表坏了，吸入管路堵塞，排出管路堵塞），为什么？

【答案】排出管路堵塞。

因为水温太高可能造成汽蚀，出水管不出水，但泵进口处真空表指示真空度很高，说明水温太高，错；真空表坏了不会导致出水管不出水；吸入管路堵塞与泵进口处真空表指示真空度很高相矛盾，故排出管路堵塞，正确。

二、计算题

4． 用连续精馏塔分离某双组分混合液，混合液中含易挥发组分

塔顶产品浓度塔顶易挥发组分的回收率（摩尔分率，下同），原要求料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度塔釜间接蒸汽加热。试求:

（1）完成上述分离任务的最小回流比；

（2）若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？

【答案】（1）饱和液体进料可知q=l，因此

因为α=2.5, 所以相平衡方程为

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可得:

从而

（2）操作回流比

精馏段操作线方程

由相平衡方程得:

将X 1代入精馏段操作线方程得:

5． 将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20°C 加热到80°C 。空在管内作揣流流动，116°C 的饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算（要求：换热器的根数不作变化）。 【答案】又管壁较薄可忽略其热阻

在物性不变的前提下

由题意，n 为常数

将（a ）式代入：

（a ）、（b ）二式中均为比例系数。

设“1”，“2”分别代表工况改变前后的情况，由（b ）式：

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比较二式得

将已知数据代入

增加冷凝量为

即蒸气冷凝量増加了64%。此例可以帮助我们加深对控制热阻的理解。

由于原来的冷却水出口温度已经很低，冷却水流量加倍后，平均温差即传热推动力增加很少，这可由的比较看出。但因蒸气冷凝给热系数远大于冷却水的对流传热系数，所以管内对流

倍，控制热阻相应降低，导致总传热系数几乎以与管内对流传热系数相同的幅度増

大，结果使冷凝液大量増加，由此可见，降低控制热阻，是增大传热速率的一个重要途径。

6． 用离心泵将蓄水池内的常温水在定态流动条件下送至高位槽，

操作状态下的流程如图1所示。采甩mmx3.5mm 的无缝钢管，在图1中水平管路上装有孔径为20mm 的孔板流量计，用角接

面上又设置了一个开口

的变化掌握A-A ’截面上的压强情况。两压差计均用汞为指示剂

，其中法安装的U 形压差计B 测量孔板两侧的压差。由于工作上的需要，在压差计A , 通过其上传热热阻就成为整个冷凝过程的控制热阻。冷却水流量加倍后，管内对流传热系数增大到原来的

压差计A 左支管汞面上灌有一小段水（图1中未标出），计算时可以忽略这段水柱。

从蓄水池至A-A' 面间的管路长度为100m （包括全部的当量长度在内，下同），由截面A-A' 至高位槽的管路长度为150m 。水池与高位槽以及高位槽与水平管炉间的相对位置均示于图1中，忽略系统中管路的进、出口阻力损失。已知:水的密度为黏度为汞的密度为

视为管路可按光滑管处理；孔板流量计的流速可用下式求出:

常数。

试求:（1）管路中水的流速（2）若离心泵的效率为0.8, 求泵的轴功率；（3）已知当

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