2017年北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室819化工原理概论之化工原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 以下膜分离过程的传递机理分别为，微滤:_____，反渗透:_____，膜蒸馏:_____。
【答案】筛分模型；溶解-扩散模型；以温差引起的水蒸气压差为传质推动力的膜分离过程
【解析】膜分离过程的主要传递机理有：①溶解-扩散模型；②孔模型；③筛分模型；④优先吸附-毛细管流 动模型。溶解-扩散模型适用于渗透蒸发、气体膜分离和反渗透等；筛分模型适用于超滤、微滤等；优先吸附-毛细管流动模型适用于反渗透脱盐、渗透蒸发脱水和气体分离脱水蒸气等。
2． 液液精馏操作过程中进料状态参数q 的定义是:_____，其物理意义是:_____
（4）饱和蒸汽进料_____; （5）过热蒸汽进料_____。
【答案】参数g 的定义:
物理意义:每1 进料，提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。
【解析】从热量角度，q 值表示将lmol 进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。
3． 列管换热器设计时，流体流动通道选择原则有:有腐蚀性和易结垢的流体宜走_____程；粘度大或流量较小的流体宜走_____程；当两流体温差较大时，给热系数大的宜走_____程。
【答案】管程；壳程；壳程
【解析】换热器设计时，不洁净和易结垢的流体宜走管程，因为管内清洗比较方便；黏度大的液体或流量较小的流体宜走壳程，因流体在壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低的Re 值下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
4． 吸收操作能够进行的条件是_____脱吸操作能够进行的条件是_____
【答案】大于；小于
【解析】当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即发生吸收 过程；当气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由液相向气相转移，即发生脱吸（解吸）。
5． 当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的_____次方成正比。
【答案】0.5
, 在五种不同进料状态下的q 值为（冷液进料_____; （2）泡点液体进料_____; （3）气液混合物进料_____; :1）
6． 往复泵的流量取决于_____，而压头取决于_____。
【答案】泵的几何尺寸与活塞的往复次数；管路特性
【解析】往复泵的流量只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关，而压头与管路特性有关。
7． 用相平衡常数m 表达的亨利定律表达式为_____，在总压为101.3kPa 下，20°C 时，氨在空气中的分压为114mmHg , 与之平衡的氨水摩尔分数为0.12, 此时m=_____。
【答案】y=mx; 1.25
8． 蒸发过程中哪两种情况可以引起蒸发器内沸点升高:_____、_____; 多效蒸发的优点是:_____。
【答案】溶液蒸汽压下降，加热管内液柱静压力；提高了经济效益（加热蒸汽的利用率）。
【解析】溶液的沸点升高与溶液类别、组成和操作压力有关。多效蒸发时，蒸发等量的水分所需的加热蒸汽较单效时少，从而提高了蒸汽利用率，即经济效益。
9． 当湿空气的总压一定时，相对湿度仅与_____及_____有关。
【答案】H ; t
10．旋桨式搅拌器适用于黏度_____的液体，而大叶片低转速搅拌器适用于黏度_____的液体。
【答案】小于大于
11．在逆流操作的填料吸收塔中，若吸收因子A=0.5, 气液相平衡关系为y=2x，塔底气相进料中当填料层高
【答案】0.25
12．在传质设备中，塔板上的气液两相之间可能的接触状态有:_____、_____和_____。板式塔操作的转相点是指_____。
【答案】鼓泡；泡沫；喷射；由泡沫状态转为喷射状态的临界点
，塔底液相浓度为_____。
二、简答题
13．有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。
14．评价板式塔塔板性能的标准有哪些？
【答案】通过能力大、塔板效率高、塔板压降低、操作弹性大、结构简单、制造成本低。
15．—包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将如何变化？主要原因是什么？
【答案】保温效果将变差，因为水的导热系数比空气的导热系数大。
16．在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？
【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：
（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大；
（2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。
17．为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
18．请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点；①、②区；线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点
①均相区，②两相区
联结线，P-Q 辅助曲线。
三、计算题
19．现有两台单壳程单管程的传热面积均为.
根
温度的列管式空气加热器，每台加热器均由64
钢管组成，壳程为170°C 的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg），空气入口，流量为2.5kg/s，以揣流方式通过管内。（该传热过程的控制热阻在空气侧）。
，求空气的出口温度及水蒸气的总冷凝量为多少？
及水蒸气的总冷凝量为多少？ （1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为
：（2）若两台换热器串联使用，
问此时空气的出口温度
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