2018年常州大学石化学院、食品学院822化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？
【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量
低于
的水分称为平衡水，高于
的水分称为自由水。
物料中大于
的那
当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于
的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含
水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。
2． 在连续干燥器前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？
【答案】被加热空气获得的热量按其去向可分为以下四项:
汽化水分消耗的热量；
随废气放空。
干燥热效率定义为
3． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？
【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。 （1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。
（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。
（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。
加热产品消耗的热量；
补偿设备热损失消耗的热量；
二、计算题
4． 在填料层高度为8.5m 的吸收塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。已知进塔混合气体中溶质的含量为0.05（摩尔比）；单位塔截面上惰性气体流量为系数为
（1）出塔液相组成； （2）所用填料的比表面积。 【答案】（1）已知
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；气相总吸收
; 溶质的吸收率为98%; 在操作条件下，该系统的平衡关系为Y=2.2X
（X ，Y 均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算：
最小液气比为
所以，
（2）
所以
解得，填料有效比表面积
5． 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为水的对流传热系数
（1
）冷却水消耗量；
（
2）并流和逆流操作时所需的传热面积；
（3）如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
【答案】（1）苯在定性温度水在定性温度
由
得冷却水消耗量
（2）设以内表面积
为基准的总传热系数为
碳钢的导热系数
则
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流量为2000kg/h的苯在内管中从
80°C 冷却到50°C 。冷却水在套管环隙从15°C 升到35°C 。苯的对流传热系数
忽略污垢热阻。试求
：
下的定压比热容
下的定压比热容
列热量衡算式为
得
对并流操作：
对逆流操作
：
因
（3）逆流操作时
则有
设冷却水出口温度为
则有
为简便起见，由算术平均傕水的定性温度
查得
得
则冷却水消耗量
逆流操作比并流操作可节省冷却水
可见，若使逆流与并流操作时的传热面积相同，则逆流时冷却水出口温度由原来的35°C 变为46.6°C ，在传热量Q 相同条件下，冷却水消耗量减少了36.6%。
6． 在连续精馏塔中分离苯-甲苯溶液，塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。进料为lOOkmol/h的含苯0.35（摩尔分率，下同）的饱和蒸汽，塔顶馏出液量为40kmol/h，系统的相对挥发度为2.5。且知精馏段操作线方程为
（1）该操作条件下的最小回流比； （2）提馏段操作线方程；
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本题管壁热阻与其他传热阻力相比很小，可忽略不计。
，试求：
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