2018年河北科技大学生物科学与工程学院807化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、填空题
1． 由干燥速率曲线可知，恒速干燥段除去的水分是_____，降速干燥段除去的水分是_____。
【答案】非结合水；结合水
2． 以下两种蒸馏方式，当在原料液组成一定且得到的液相分率也相同时，则平衡蒸馏的塔顶产品组成比简单蒸馏的组成_____，其原因为_____。
【答案】小，因为简单蒸馏的气相组成多是与开始阶段较高的液相组成成平衡的，而平衡蒸馏的气相组成只能与最终 较低的液相组成平衡。
【解析】若气化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获得更好的分离效果。若要求两种蒸馏保持相同的分离程度， 则简单蒸馏的气化率较平衡蒸馏时的大。
3． 产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的_____下，输送_____时的性能曲线。
【答案】转速；的清水
4． 气体吸收计算中，传质单元高度是表示_____的一个参量，而传质单元数是表示_____的参量。
【答案】传质设备性能好坏（设备效率）；材料分离难易程度（吸收难易程度）
【解析】传质单元高度反映传质阻力的大小、填料性能的优劣及润湿情况的好坏。传质单元数反映的是吸收 过程的难易程度。
二、简答题
5． 欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？
【答案】（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不发生“液泛”的前提下，适当増大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度），可使回收率提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x 下降）；（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。
6． 简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。
【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。
精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。
（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。
7． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
三、计算题
8． 现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽，高位槽液面上方压强为1.5atm （表压强），高位槽液面与河水水面之间的垂直高度为10m ，已知整个管路长度为50m （包括全部局部阻力的当量长度），管径均为50mm ，直管阻力摩擦系数
（式中
输送的水总流量更大。
【答案】泵的组合形式分为串联和并联，由此单泵的特性曲线方程写出串联泵和并联泵的特性曲线方程
自河水水面至密闭高位槽液面列出管路特性曲线方程，为
将有关数据代入，得
整理得
若采用串联，联立式①和式③，得
若采用并联，联立式②和式③，得
可见，对于该管路应采用串联，说明该管路属于高阻管路。为了充分发挥组合泵能够增加流量，增加压头的作用，对于低阻管路，并联优于串联；对于高阻管路，串联优于并联。
9．
的苯蒸气在长3m 、外径为0.03m 的单根黄铜管表面上冷凝。钢管垂直放置，
（1）苯蒸气的冷凝给热系数；
（2）若此管改为水平放置，其冷凝给热系数又为多少；
单泵的特性曲线方程式为）。通过计算比较该两台泵如何组合所的单位为m ; 的单位为 管外壁的温度为60°C 。已知苯蒸气冷凝温度为80°C 。试求：
（3）若管外壁温度适当下降，则结果如何。
【答案】（1）管垂直放置时，冷凝给热系数的计算方法取决于冷凝液在管外沿壁面向下流动时的流动类型。但现在流动类型未知，故需采用试差的方法。先假设冷凝液作层流流动，则
/2°C=70°C ，冷凝液膜的定性温度为（60+80）该温度下液体苯的物性为
苯在饱和温度80°C 时的冷凝潜热
则有
根据计算结果检验
Re
层流的假设成立，上述计算有效。
（2）当管水平放置时，管外液膜一般都处于层流状态，则有
与垂直管的计算公式相比可得
故有
（3）若管外壁温度适当下降，在工程上通常可忽略定性温度变化对物性的影响。当管垂直放
置时，有
故冷凝给热系数减小。同理，当管水平放置时，冷凝给热系数也减小。
10．如图所示，用离心泵将池中常温水送至一敞口高位槽中。泵的特性曲线方程为
（H 的单位为m ; 管长为90m , 管路上有若干个
个底阀（当量长度为
（2）为使流量达到
数、泵的有效功率为多少？ ），管子采用的单位为），管出口距池中水面高度为13m , 直的钢管，估计摩擦系数为0.03。 ？ ，1个全开的闸阀, 1弯头（总当量长度为5.3m ）（当量长度为0.6m ）（1）闸阀全开时，管路中实际流量为多少现采用调节闸阀开度方法，如何调节才行？此时，闸阀的阻力系