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一、简答题

1． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。

【答案】（1）当（2）当（3）当

时，为层流区；

时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。

和等板尚度HETP?

2． 什么是填料塔的传质单兀尚度

【答案】传质单元高度

填料吸收塔每个传质单元对应的填料层高度。等板高度（HETP ）:

填料精馏塔一块理论板所对应的填料层高度。

3． 化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？

【答案】测流量用转子流量计、测压强用U 型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

4． 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

水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

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

二、计算题

5． 用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分，饱和水蒸气S=50kmol/h, 由塔底进入，加料组成

（摩尔分率，下同），温度为20°C , F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，

液相组成x=0.2时，泡点温度为80°C, 比热为

试求塔顶产品浓度xd 及易挥发组分的回收率η。

在本题范围内平衡关系可表示为100kJKkmol ）,

汽化潜热为40000kJ/kmol。 【答案】物料衡算有:

即

有由

无回流，则R=0，得:

由恒摩尔流假定得因此，

D=35kmol/h

于是得提馏段操作线方程为:

由相平衡方程得

代入提馏段操作线方程得

再由相平衡方程得

全塔共两层理论板且塔底直接蒸汽加热，因此

解得

6． 在双效并流蒸发设备中，每小时蒸发1000kg 浓度为10%的某种水溶液。第一效完成液浓度为15%，第二效完成液浓度为30%。在两效中溶液的沸点分别为108°C 和95°C 。试求在第二效中自蒸发的水量及其占第二效中总蒸发量的百分数。

（假设温度差损失可忽略，95°C 时蒸汽的汽化潜热为2271kJ/kg）。 【答案】已知

第一效的水分蒸发量为

第一效完成液量为第二效总蒸发量为

设进入第二效的料液温度降低放出的热量全部用于

量料液的自蒸发，即

代入数据

第二效中自蒸发水量占第二效总蒸发量的百分数为

7． 进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分数）的盐溶液，在40°C 下进入单效蒸发器，被浓缩到1.5%。蒸发器传热面积为

蒸发室绝对压强为0.04MPa （该压力下水的蒸发潜热

加热蒸汽温度为110°C （该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232kJ/kg）。由于溶液

很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa 下水的沸点为75.4°C ，进料的比热容近似于水的比热容

，

。试求：（1）蒸发水量、浓缩液量、加热蒸汽用量和加热

室的传热系数K ；（2）如果进料增加为12000kg/h, 传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强，进料的温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？（均不考虑热损失）。

【答案】（1）蒸发水量

浓缩液量