2017年北京化工大学化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
2． 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。
3． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
4． 什么是理论板？用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板？
【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次，表示气、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。
二、计算题
5． 已算出直径为
【答案】
⑴
的小颗粒在20°C 常压空气内的沉降速度为0.08m/S, 相同密度的颗粒如果
黏度为为层流。
当
其沉降必在层流区，故
）
直径减半，则沉降速度为多大？（20°C 空气密度为
6． —台列管式换热器，内有若水蒸气冷凝传热膜系数为知空气在平均温度下物性常数为系数为多少
湍流时【答案】⑴
钢管300根，管长为2m ，单管程。要求将质量流管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计，不计热损失。已（kg ·K ）, 黏度
导热系数
（3）
空气的相对分子质量为29。试求：（1）空气在管内的对流给热
量为8000kg/h的常压空气（1atm ）由20°C 加热到85°C ，选用108°C 的蒸汽于壳程冷凝加热之，
（2）换热器总传热系数K （以管子外表面积为基准）
通过换热面积计算说明该换热器能否满足需求；（4）计算说明管壁温度接近哪一侧的流体温度？
所以
（2）（3）
能满足要求。
（4）解得
接近水蒸气的温度。
所以
7． 在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。进料量为1000kmol/h，饱和蒸气进料，进料中易挥发物的组成
用间接加热，塔顶采用全凝器。试计算:
（1）精馏段和提馏段上升的蒸气量；
（2）从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸气组成为多少；
（3）现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化？
【答案】（1）全塔物料衡算:
把
代入解得:
要求塔顶产品中易挥发组成
（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的90%由塔顶馏出。取回流比为3.5。塔爸采
（2）精馏段操作线方程为:
由a=3.2得相平衡方程为:
利用逐板计算法计算
（3）因结垢导致再沸器换热能力下降，从而导致变，所以V
减少，而D 保持不变，根据段操作线靠近平衡线，不利于分离，因此
可知R 减小，精馏段操作线斜率减小，又由全塔物料衡算可知，当
减小，精馏
都
减少，而
进料和进料状态不
不变，而减小时，增加。
8． 在常压下采用精馏的方法分离进料量为100kmol/h，进料组成为0.35（摩尔分数，下同）的苯-甲苯混合物，泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.95, 其回收率对挥发度为2.47。试求:
（1）塔底产品组成（2）操作回流比R ;
（3）将再沸器视为一块理论板，求再沸器入口液体组成及出口气相组成；
（4）在回流比R=2.5的实际工况条件下，在精馏段取2个取样点，取样点间有4块实际塔板，取样点所在板上的气相组成分别为第j 板:效率
【答案】⑴
由全塔物料平衡方程:
解得
（2）最小回流比: 泡点进料
不低于98%, 塔顶
设全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.4倍，塔底设一釜式再沸器，苯对甲苯的相
第（j+3）板:，求该塔段的总板