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一、简答题

1． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。

【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。

2． 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。

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． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？

【答案】（1）活性炭； （2）硅胶； （3）活性氧化铝；

（4）各种活性土（如漂白土、酸性白土）； （5）合成沸石和天然沸石分子筛； （6）吸附树脂。

二、计算题

5． 某换热器在并流操作时，热流体的进出口温度分别为200°C 和120°C ，冷流体的进出口温度分别是

。若将并流改为逆流操作，两流体的流量及进口温度不变，换热

器的热流量有何变化？传热推动力有何变化？

【答案】由并流操作工况可知传热推动力

由热量衡算式，得

由传热速率方程式，得

若改为逆流操作，K 、A

、

均不变，则热量衡算式

由传热速率方程式，得

联立式①和式②，解得

法，

对于第一类命题，在其他已知的情况下，求冷热流体的出口温度，可以不用试差法或可通过

将传热基本方程式变换为线性方程，然后用消去法求冷

热流体的出口温度。

6． 某容器内的气体压强p=100Pa（表压），在容器两侧分别连接一个U 形管压差计和双杯式微压计。U 形管压差计采用密度为和试求:

（1）U 形管压差计的读数

为多少；

（2）考虑杯内液面变化，微压计读数为多少；

（3）若忽略杯内液面高度的变化，引起的测压相对误差为多少。

的酒精作为指示液，微压计采用

的酒精

，微压计液杯直径D=100mm, U 形管直径d=10mm。的煤油作为指示液，如图所示

图

【答案】（1）若忽略气柱的质量，由

可得

（2）微压计未与容器连通时，两臂指示液位于同一水平面，设此平面与杯内液面的垂直距离为h 。当微压

计与容器连通后，左侧指示液界面将下降高度将下降

由

h , 右侧杯内液面高度将上升可得

解得

（3）若忽略杯内液面高度的变化，根据读数

可得

则

右侧指示液界面将上升

同时，左侧杯内液面

由此引起的相对误差为

7． 含氨极少的空气于101.33kPa , 20°C 被水吸收。已知气膜传质系数

液膜传质系数

系数

【答案】因为物系的气液平衡关系服从亨利定律

溶解度系数

液相总传质

气液平衡关系服从亨利定律。求：气相总传质系数

由计算结果可见