2018年北京市培养单位工程热物理研究所818化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。
【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）；完全干燥时，达到平衡含水量，泥坯的温度达到热空气流的温度80°C。
3． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
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（需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变？
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（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），
（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：
，该机的转速为多少
不发生变化。因K 正比于压力差，因压力变为原来的0.5倍，
5． 如图所示，水从内径为由管段流向内径为4的管段。已知为
（2）若AB 段的能量损失为
（1）忽略AB 段的能量损失，求
求
山管段流体流动的速度头
图
【答案】（1）分析在不计AB 段能量损失的前提下，在截面B 中心所测得的全部静压头（包括速度头转化来的那部分静压头在内）
对于截面A :所以
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即为各截面流体的总能量。
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对于截面B :截面B 的动压头: 由已知所以故压头没有
变化，总能量亦没变，所以而或
（2）若AB 段的能量损失为2.94kPa , 各截面流体的总能量应为
不变，即
因为截面B 的动
6． 在一管路系统中，用一台离心泵将密度为贮槽（其表压为
），两端液面的液位差
阻力的当量长度），管内径均为40mm
，摩擦因数
（
1）该管路的特性曲线方程
； （2）若离心泵的特性曲线方程为该管路的输送量为多少
’
的清水从敞口地面水池输送至高位密封
管路总长试求:
（
H 为压头
，m
; Q 为流量，
），则
（包括所有局部
【答案】（1）对水池及贮槽液面列柏努利方程为:
带入数值为:
（2）对于工作点有:
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