2018年河南理工大学化学化工学院998化工原理[专业硕士]考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 冬天，室外温度为2°C ，刮着风，潮湿的衣服晒在外面有没有可能会结冰？为什么？
【答案】可能会结冰，因为潮湿的衣服上温度为空气的湿球温度，当湿球温度低于0°C就会结冰。
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． 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． 用一板框过滤机过滤某悬浮液。已知过滤面积为15分钟后，共得滤液
，操作压力为200kPa （表压）。过滤
）
（滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计）。求：
（1）若在操作最佳周期内共用去卸渣等辅助时间共35分钟，求该过滤机的生产能力（
（2）若过滤时间、洗涤时间、辅助时间与滤液量均不变，而操作压力降至lOOkPa （表压），
需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变？
（3）如改用回转真空过滤机，
若其在一操作周期内共得滤液量为方能维持生产能力不变？
【答案】（1）若操作为最佳周期，则
代入数值：
（2）由分析可知，题目中即K 亦变为原来的0.5倍。
（3）由题意知:
代入数值为：
转筒过滤机的生产能力可表示为：
代入数值为：求出：
不发生变化。因K 正比于压力差，因压力变为原来的0.5倍，
，该机的转速为多少
5． 在常压下采用精馏的方法分离进料量为100kmol/h，进料组成为0.35（摩尔分数，下同）的苯-甲苯混合物，泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.95, 其回收率对挥发度为2.47。试求:
（1）塔底产品组成（2）操作回流比R ;
（3）将再沸器视为一块理论板，求再沸器入口液体组成及出口气相组成；
（4）在回流比R=2.5的实际工况条件下，在精馏段取2个取样点，取样点间有4块实际塔板，取样点所在板上的气相组成分别为第j 板:效率
【答案】⑴
由全塔物料平衡方程:
不低于98%, 塔顶
设全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.4倍，塔底设一釜式再沸器，苯对甲苯的相
第（j+3）板:，求该塔段的总板
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解得
（2）最小回流比: 泡点进料
操作回流比:
出口气相组成为yw ，则
对再沸器列物料衡算:其中
代入衡算方程可求得
（3）再沸器相当于一块理论板，设再沸器入口组成为
（4）在回流比一定的条件下，由已知给定的精馏段两板气相组成，根据操作线方程可求得两板上层塔板流下的液相组成，用逐板计算法求得达到分离程度所需要的理论板数，从而求得全塔效率。
精馏段操作线方程:将
代入方程，可求得
故所需理论板数为2, 该塔段的总板效率为 6． 氯仿
和四氯化碳
的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95
回流比R=2。求：
（摩尔分数），馏出液流量为
50kmol/h，平均相对挥发度
（1）塔顶第二块塔板上升的气相组成；
（2）精馏段各板上升蒸气量V 及下降液体量L （以kmol/h表示）。氯仿与四氯化碳混合液可认为是理想溶液。
【答案】（1）由题知，由相平衡方程即
由精馏段操作线方程，
用逐板计算法可求得
得