2017年江南大学化工原理(含实验)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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）。
2． 恒速干燥段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？
【答案】恒速干燥段的湿物料表面温度等于干燥介质的湿球温度。恒速干燥段是表面汽化控制段，在此阶段，对流传热系数和传质系数不变，水分恒定速率汽化，汽化的是非结合水，水分由物料内部向表面输送的速度足以保证物料表面充分润湿。
3． 简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。
【答案】（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
4． 试述传热和传质的区别和联系。
【答案】传热又称热传递，由于温度差引起的热量的转移；传质:物质内溶质存在浓度差而促使溶质向低浓度段转移的过程。两种方式一般是同时存在于某一体系内。
二、计算题
5． 矿石焙烧炉炉气中含有密度
的球形颗粒污染物，拟用一个降尘室将其除去。降尘室
，
气体密度为
，粘度为
，
的颗粒，能被除去的百分率为多
高2m ，宽2m , 长5m 。操作条件下气流流量为少？
【答案】⑴
假设流体沉降符合斯托克斯公式：
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试求理论上能完全除去的矿尘颗粒最小直径；对于粒径为
检验：
符合要求。 （2）
6． 在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为100kmol/h，其组成为0.55（摩尔分率，下同）；釜残液流量为45kmol/h，其组成为0.05；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.6倍；物系的平均相对挥发度为2.0。
（1）计算塔顶轻组分的收率； （2）求出提馏段操作线方程；
，
求该板的板效率（3）若从塔顶第一块实际板下降的液相中重组分增浓了0.02（摩尔分率）
【答案】（1）由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得：
即
解得
（2）泡点进料，故q=l，而且因为
所以相平衡方程为
可得：
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则
Q=l，则
所以提馏段操作线方程为
（3）已知
和
可得
由相平衡方程得
精馏段操作线方程为
代入上式得
7． 某工业用炉每小时产生的烟气量为烟气出口平均温度为气的平均密度为
密度为
烟气通过烟囱排入大气。烟囱的内径为3.5m , ，黏度为
为了保持烟囱的抽力，要
求在烟囱底部维持200Pa 的真空度，试计算烟囱的高度应为多少米。已知在烟囱高度范围内，大
，大气压力为latm 。假定烟气从烟囱中通过的摩擦系数为
【答案】在烟囱底1-1截面与烟囱顶2-2截面之间列伯努利方程
因为
故
烟气在
下的体积流量为
烟气在烟囱中的流速为
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