2017年齐齐哈尔大学化工原理(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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，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，热补偿热胀冷缩程度不同）
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。
2． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。 三传的类比: （1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。 ②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。 （2）基础定律数学模型类比 ①动量传递的牛顿粘性定律。 ②热量传递的傅立叶定律。 ③质量传递的费克扩散定律。 （3）物性系数类比 ①粘度系数。 ②导热系数。 ③分子扩散系数。
3． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。
【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。
脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。
4． 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，可使回收率发生“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）；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。
二、计算题
5． 某厂采用一套管式换热器冷凝2000kg/h甲苯蒸汽，冷凝温度为110°C ，甲苯的汽化潜热为363KJ/kg，其冷凝传热系数为管尺寸数为
；黏度为
。冷却水于20°C 及5000kg/h的流量进入套管内管（内
；比热容为
导热系
。忽略壁及垢层的热阻，且不计热损失，求：
）。水的物性可取为：密度为
（1）冷却水的出口温度及套管管长；
（2）由于气候变热，冷却水进口温度升为30°C ，在水流量不变的情况下，该冷凝器能冷凝多少苯蒸汽。
【答案】（1）由
代数得
由
得
又
解得
（2）
整理解得由
得
由本题可以看出，当冷却水进口温度升高而进水量不变的情况下，冷凝器的处理量变小。
6． 一个只有提馏段的精馏塔分离双组分理想溶液，组成为0.5, 流率为lkmol/h的原料液在泡点下自塔顶加入，塔顶无回流，塔釜用间接蒸汽加热，要求塔顶产品组成达到0.75, 塔底产品组成控制为0.03, 若体系的相对挥发度为3.4, 试求:
（1）塔釜上1块塔板的液相组成；
（2）若理论板数增至无限多，在其他条件不变时的塔顶产品组成。 【答案】（1）塔釜上1块塔板的液相组成 由全塔物料衡算解得
由于该塔既无塔顶回流，又是塔顶泡点加料，则F=LV=D 由提馏段操作线方程
得
代入提馏段操作线方程
解得塔釜上1块塔板的液相组成x=0.072
（2）当塔板数为无限多，而其他条件不变时，可出现两种平衡极限情况，一种是上升塔顶的蒸气组成与进料组成处于相平衡；另一种是塔釜产品中无轻组分组成。
设塔顶部平衡，则按此计算产品回收率
由釜内的气液平衡关系得入塔蒸气组成
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