2018年上海交通大学化学化工学院839化工基础(含物化)考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.4的某溶液（其粘度与水相近），若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口压力表的读数和轴功率有何变化？
【答案】泵的流量、扬程均不变、出口压力表的读数増大、轴功率增大。
2． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。
【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）；完全干燥时，达到平衡含水量，泥坯的温度达到热空气流的温度80°C。
3． —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。
二、计算题
4． —个直径为2.4m 的填料塔内充填6m 高（乱堆）25mm 的瓷质矩鞍环填料。清水自塔顶通过填料层流下，温度为30°C 、压力为1.5atm 的空气自塔下部入塔流过填料层时，塔内气液两相传质接近液泛。液体质量流量是气体质量流量的8.5倍。若将填料改为（乱堆）50mm 钢质Intatox 填料，试估算每米填料层的压降。
【答案】温度为30°C、压力为1.5atm 的空气的密度为
30°C下水的物性:
黏度
（乱堆）
25mm 的瓷质矩鞍环填料的填料因子
。Eckert 泛点关联图的横坐标值
查图得横坐标为03.68处引垂直线与乱堆填料泛点线相交得交点的纵坐标为y=0.052。故气体流速
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密虔
对于水查表知
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查表知（乱堆）50mm 钢质Intalox 填料的填料因子据X=0.356和Y 值，查得每米填料层压降为
329Pa 。
5． 在列管式换热器中用锅炉给水冷却原油。已知换热器的传热面积为与水之间呈逆流流动。若已知换热器的传热系数为热器，则原油的出口温度将为多少？
【答案】
（1）平均推动力法。
所要求的传热速率
可由热量衡算方程得到
校核换热器是否合用，取决于冷、热流体间由传热速率方程决定的的传热速率传热面积
若
则表明该换热器合用。或者由
若小于给定的实际传热面积
A ，
则也表示该换热器合用。
按逆流计算平均传热温差
由传热速率方程，在此条件下换热器实际传热速率为
由于实际传热速率小于所要求的传热速率，因而，该换热器不合用。 或者计算
也可说明该换热器不合用。
下面计算采用该换热器进行实际操作时，原油的出口温度。 设原油和锅炉给水的实际出口温度为变。根据热量衡算方程和传热速率方程，有
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其他操作条件不变，故
，原油的流量为
8.33kg/s，温度要求由150°C
降到65°C ；锅炉给水的流量为9.17kg/s，其进口温度为35°C ；原油
，原油的平均比热容为
。若忽略换热器的散热损失，试问该换热器是否合用。若在实际操作中采用该换
是否大于所要求
求出完成传热任务所必需的
由热量衡算方程可计算出锅炉给水的出口温度
换热器的实际传热速率为并假定传热系数不
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联立上述三式，采用试差法或消元法求解，计算结果为
可见，由于实际传热速率小于所要求的数值，则原油的实际出口温度大于65°C ，锅炉给水的出口温度也低于74.8°C ，也说明该换热器不能满足工艺条件的需要。
（2）传热单元数法。 由已知条件可计算出
因而，取
则
该换热器的实际传热速率为
上式说明该换热器的实际传热速率小于所需要的传热速率，故不合用。
由此可见，原油的出口温度未能降至规定的要求，因此该换热器不合用。
6． 吸收塔某一截面上，含氨3%（体积百分数）的气体与浓度为气相传质分系数
亨利定律表示，溶解度系数H=73.7, 试计算：
（1）以分压差和浓度差表示的总推动力、总传质系数和传质速率； （2）气、液两相传质阻力的相对大小； （3）以摩尔分率差表示的总推动力和传质速率。 【答案】⑴
分压差表示的总推动力为
浓度差表示的总推动力为
因为
所以有
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的氨水相遇，若已知
平衡关系可用
液相传质分系数