2018年上海市培养单位上海高等研究院818化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？
【答案】搅拌器的两个功能:（1）总体流动；（2）强剪切或高度揣动。改善搅拌效果的工程措施:（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。
2． 离心泵发生气缚与汽蚀现象的原因是什么？应如何消除？
【答案】离心泵在启动过程中若泵壳内混有空气或未灌满泵，则泵壳内的流体在随电机做离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被“气体”缚住一样，称离心泵的气缚现象。避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀。
当泵壳内吸入的液体在泵的吸入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使壳壁像被“气体”腐蚀一样，该现象称为汽蚀现象。降低泵高度能避免汽蚀现象的产生。
3． 什么是理论板？用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板？
【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次，表示气、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。
二、计算题
4． 有一套管换热器，由
流量为5000kg/h，由60°C 冷却到30°C ，对流给热系数平均热容为
比热容为
（1）冷却水的用量； （2）所需套管长度； （3）若将换热器的内管改为【答案】（1）根据热量衡算，有
由
则冷却水的用量为
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的钢管组成。甲醇在内管中流动，
冷却水在环隙中流
导热系数为
动，其入口温度为20°C ，出口温度拟定为35°C 。忽略热损失、管壁及污垢热阻，且已知甲醇的
在定性温度下水的黏度为
试求：
的钢管，其他条件不变，求此时所需的套管长度。
（2）根据热量衡算和传热速率方程，有
其中，K 为以传热外表面积为基准的传热系数
，
为套管换热器内管外径，则
要求
必须先确定是逆流还是并流
，题目没有明确说明流向，但由已知条件可知，
只有逆流才可能出现这种情况，故可断定本题必为逆流，
于是
由于管壁及污垢热阻可略去，因此以传热外表面积为基准的K 为
其中，
甲醇在内管侧的已知
，冷却水在环隙侧的求
要先求冷却水的流速
冷却水在环隙中的流速
故冷却水在环隙中的对流给热系数为
则
（3）将换热器的内管改为引起
对管内的流体甲醇
由上式可知，内管改小后，减小，其他条件不变，则为湍流。
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未知。求必须先求冷却水环隙流动的
环隙当量直径
的钢管后，管内及环隙的流通截面积均发生变化，
一般将多段套管换热器串联安装，使管长为39.1m 或略长一点，以满足传热要求。
均发生变化。应设法先求出变化后的和K 值，然后再求1。
增大，原来甲醇为湍流，现在肯定
得
故
对环隙中的冷却水，有
由上式可知，
减小，将使
增大，原来冷却水为湍流，现在肯定为湍流。
故
5． 有一台列管式换热器，内有
钢管44根，管长为1.5m ，单管程。管程中的冷
却水将壳程中100°C 的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻、管壁及两侧污垢热阻忽略不计，不计热损失。冬季时冷却水进口温度为15°C ，出口温度为37°C 。已知冷却水的比热容黏度
导热系数
, 蒸汽冷凝潜热
设以上物件不随温度变化）。试求：（1
）冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少（kg/h
）?
（2
）夏季时冷却水进口温度为
29°C , 若冷却水用量与冬季相同，
则夏季冷却水出口温度为多少？蒸汽冷凝量将变为多少？
【答案】
（1）设管内为完全湍流，
，蒸汽冷凝热阻、管壁、污垢热阻可忽略，不计热损失，有
因为不计热损失，所以
所以
所以冷却水用量
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