2018年北京市培养单位工程热物理研究所818化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点；①、②区；
线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点 ①均相区，②两相区
联结线，P-Q 辅助曲线。
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
3． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:溶物系），
二、计算题
4． 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
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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：
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
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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
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。
5． 分离苯-甲苯的精馏塔有10块塔板，总板效率为0.6, 泡点液相进料，进料量为100kmol/h，其浓度
, 要求塔顶产品浓度为0.85, 塔釜浓度为0.1（均为苯的摩尔分数）。相对挥发度为
（1）该塔的操作回流比R 为多少？有几种解法？试对这几种解法进行比较。
（2）用该塔将塔顶产品浓度提高到0.99是否可取？若将塔顶产品浓度提高到0.88, 可采取何种措施？对其中较好的一种方案进行定性和定量的分析。
（3）当塔顶产品浓度为0.85时，最小回流比为多少？若塔顶冷凝水供应不足，回流比只能为最小回流比的0.9, 该塔还能操作吗？
（4）若因回流管堵塞或回流泵损坏，使回流比为0, 此时塔顶、塔釜的组成及流量分别为多少？（设塔板效率不下降）
【答案】（1）求操作回流比
方法一:用芬斯克方法和吉利兰关联图求取
2.46。试讨论下述几种情况:
由吉利兰关联图查得:
对苯-甲苯溶液，a=246, 气液平衡方程为
泡点进料，q=l。联立求解x=0.175与气液平衡方程，可得q
线与平衡线的交点坐标
于是最小回流比为:
求得R=5.7
方法二:图解试差法求回流比。 方法二:逐板试差法 设R=5.7, 精馏段操作线提馏段操作线由物料衡算得
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