2018年上海大学环境与化学工程学院853化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分
也有确定的最高极限值；（3）增加回流
离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
，
比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
2． 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。
3． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
二、计算题
4． 吸收塔某一截面上，含氨3%（体积百分数）的气体与浓度为气相传质分系数
亨利定律表示，溶解度系数H=73.7, 试计算：
（1）以分压差和浓度差表示的总推动力、总传质系数和传质速率； （2）气、液两相传质阻力的相对大小； （3）以摩尔分率差表示的总推动力和传质速率。 【答案】⑴
分压差表示的总推动力为
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的氨水相遇，若已知
平衡关系可用
液相传质分系数
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浓度差表示的总推动力为
因为
所以有
气相总传质系数同理由
得
液相总传质系数
传质速率
（
2）气相传质阻力
液相传质阻力
可见，该吸收过程液相传质阻力远小于气相传质阻力，所以过程属于气膜控制过程。 （3）对于稀水溶液，
气相摩尔分率差表示的总推动力为
液相摩尔分率差表示的总推动力为
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，共
60
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传质速率
5． 精馏塔顶装一台卧式列管冷凝器（单壳程单管程），用循环水冷凝壳程共有图所示。已为
测得冷水流经换热器的压头损失可表示为
式中V 以
表示，H 以m 表示。试求:
的饱和有机蒸汽。
×2.5mm 的管子40根，管长2m 。冬季冷却水的进口温度为蒸汽流量为2.2kg/S。流程如
（u 为换热管内流速，m/s; hf
以m 表示），流经上水管A 和回水管B 的压头损失分别为3.5m 和2m 。离心泵的特性曲线表示
图
（1）塔顶冷凝器所需冷却水体积流量（2）该换热器是否适用；
（3）若精馏塔通过改进挖潜，生产能力提高
在原来的操作条件下，此换热器是否依然适
用？并定性分析应该如何调整操作参数以满足生产要求？
假设相关参数均不发生改变，其中水的物性数据为:
有机蒸汽的参数为:冷凝对流传热系数【答案】（1）管路特性曲线为:与离心泵特性曲线得所以（2）由
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联立
汽化潜热
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