2017年河南师范大学533化工综合之化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度
可接近冷流体进口温度
对相同热负荷而言，对相同热负荷而
需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
2． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
3． 吸收的基本依据是什么？吸收的主要操作费用花在哪里？
【答案】吸收的基本依据是：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异。吸收的主要操作费用为：
（1）气、液两相流经吸收设备的能耗； （2）溶剂损失；
（3）溶剂再生费（解吸操作费）。
4． 欲提高填料吸收塔的回收率，应从哪些方面着手？
【答案】（1）降低操作温度或增大压力，可使吸收速率提高，使回收率提高；（2）在保证不，可使回收率发生“液泛”的前提下，适当増大气速；（3）适当增大吸收剂的用量（增大喷淋密度）；提高（但会导致操作费增大，溶液浓度x 下降）（4）喷淋液体应均匀，并保证填料被充分润湿；（5）可适当增加填料层高度。
二、计算题
5． 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；
（3）若塔顶第一块板下降的液相中含苯0.70，求该板以气相组成表示的Murphree 板效率。 【答案】（1）由精馏段操作线方程
得
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，试求：
q=0，而且
可得:
（2）q=0，则
解得
所以提馏段操作线方程为
（3）由精馏段操作线方程得：
由相平衡方程得：
6． 有一列管换热器，装有蒸气的冷凝传热系数为求：
（1）空气侧的对流传热系数，
；
；
，（2）换热器的总传热系数（以管外表面为基准）（3）通过计算说明该换热器能否满足要求？
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的钢管200根，管长为2m 。要求将质量流量2700kg/h的’，管壁及两侧污垢热阻、换热器的热损失均可忽略不计。试
常压空气于管程由20°C 加热至90°C ；选用108°C 的饱和水蒸气于壳程饱和冷凝加热空气。若水
（4）计算说明管壁温度接近哪一侧流体的温度； （5）讨论强化该传热过程的主要途径，并举例计算说明。 已知空气的物性数据为：比热【答案】（1）由题意：
流速
所以，
粘度
导热系数
（2）以管外表面为基准，管壁及两侧污垢热阻忽略不计，则有：
（3）由
故该换热器可以满足需要。
（4）由（3）知，常压空气经换热后的出口温度大于90°C , 设实际出口温度为
，则有：
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