2018年北京市培养单位国家纳米科学中心818化工原理[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 离心泵发生气缚与汽蚀现象的原因是什么？应如何消除？
【答案】离心泵在启动过程中若泵壳内混有空气或未灌满泵，则泵壳内的流体在随电机做离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被“气体”缚住一样，称离心泵的气缚现象。避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀。
当泵壳内吸入的液体在泵的吸入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使壳壁像被“气体”腐蚀一样，该现象称为汽蚀现象。降低泵高度能避免汽蚀现象的产生。
2． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
3． 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。
二、计算题
4． 在连续精馏塔中，精馏段操作线方程
（1）回流比R ； （2）馏出液组成
（3）进料液的q 值； （4）判断进料状态； （5）当进料组成
时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处
值为多少？
得
解得
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q
线方程式为。试求：
【答案】由精馏段操作线方程
由q 线方程式
得
解得：q=0.33 由于把
. 所以进料处于气液混合状态。
代入②式并联立①、②两式得
解得：
槽内装有加热蒸汽盘管，管内通130°C
槽外表面
5． 某槽内盛有液体8000kg ，液体比热容为
的饱和水蒸气，槽内液体温度均匀，当该槽无热损失时，测得将液体从20°C 加热到80°C 需lh ，实际工作环境下，外界大气温度为20°C ，槽外壁对大气的给热系数积为
高温度；（2）实际情况下将液体从20°C 加热到80°C 需多少时间？
【答案】设某瞬间槽内液体温度为t , 取微元时间dr 做热量衡算，可得
实际工作环境下，
实际工作环境下，槽内液体达到最高温度时
6． 某湿空气总压力79.98kPa ，温度为35°C ，测得露点为15°C , 试求:（1）该空气的湿度；（2）若采用干湿球温度计测此空气的温度，湿球温度计的读数应为多少？
【答案】（1）将湿空气等湿降温至露点，空气刚好达到饱和状态，故空气中的水汽分压等于水在空气露点下的饱和蒸气压。
由饱和水蒸气表查得，水在15°C时的饱和蒸气压为1.705kPa , 故此空气的湿度为
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槽壁热阻及垢层热阻均可忽略，试求：（1）实际工作环境下，槽内液体可能达到的最
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（2
）若采用干湿球温度计测定该空气湿度，湿球温度计的读数应满足以下诸式:
湿球温度计算式为空气湿度计算式为
水的饱和温度与蒸气压关系式汽化潜热与温度的关系式
显然，必须通过试差计算，方能求得湿球温度。 设
相应的汽化潜热由式②求得
由式①求得湿球温度为
因此计算值与假定值基本相符，故以上计算有效。
7． 板框过滤机恒压过滤某悬浮液，一个操作周期的滤液为
其中过滤需时30min ，洗涤及拆
由水蒸气表查得相应的饱和蒸气压
v~（相当于利用式③、式④）。
装等共用去40min ，设滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计。试求：（1）该机的生产能力；（2）仅将操作压力加倍，而过滤时间、辅助时间等其他条件都不变，该机生产能力将提高多少？（3）若改用真空转筒过滤机，该机旋转一周可得（
1）相同？
【答案】（1）因为所以（2）因为所以生产能力提高
（3）设转速为n （r/min），生产能力为故
则
（摩尔分率，下同），原
要求
8． 用连续精馏塔分离某双组分混合液，混合液中含易挥发组分塔顶产品浓度
塔顶易挥发组分的回收率
滤液，该机转速为多少方能维持生产能力与
料以饱和液体状态加入塔中部，塔顶全凝，泡点回流。操作条件下物系的相对挥发度
塔釜间接蒸汽加热。试求:
（1）完成上述分离任务的最小回流比；
（2）若操作回流比取最小回流比的1.5倍，则进入塔顶第一块塔板的汽相组成为多少？
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