2017年中国矿业大学(徐州)化工学院818化工原理之化工原理考研冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1． 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
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
水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。
2． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。
3． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？
【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。 （1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。
（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。
（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。
4． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:
，溶物系）
5． 离心泵启动或关闭时，为什么要先关闭出口阀门？
【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流，以保护电机。停泵前关闭泵的
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当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
出口阀门是为了防止高压液体倒流，对泵造成损害。
6． 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）。
二、计算题
7． —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
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 。
8． 车间内有一扇氧化，黑度
的铸铁炉门（已氧化，黑度
其表面温度
室温
其他操作条件不变，故
密虔
对于水
查表知
，为减少炉门的辐射散热在距离炉门30mm 处放置一块与炉门同尺寸的铝质遮热板（已
），求放置铝板前后炉门因辐射而散失的热量。
【答案】铸铁炉门与车间四壁或遮热板之间的辐射传热可按灰体表面间的辐射传热计算。 （1）在放置遮热板前，炉门壁面1为车间的四壁（统称为表面2）所包围，故炉门对车间四
壁的角系数
又因为炉门的面积相对于车间四壁的面积很小，即
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因此可得炉门与车
间四壁的辐射传热量为
（2）在放置遮热板后，由于炉门壁面1与遮热板壁面3的距离很近，可以近似视为两个无限大灰体平壁之间的辐射传热，即
因此炉门与遮热板壁的辐射传热量为
同时遮热板与车间四壁之间也存在辐射传热，其传热量可表示为
在稳态时，
即
代入有关数据，得
经整理后，可得遮热板的温度
从而可计算出炉门的辐射散热量为
也就是说，在炉门外设置遮热板后，炉门的辐射散热损失减少了91.8%, 即只有原来辐射损失的8.2%。
9． 流量为lkg/s、温度为20°C 的冷却介质流量为2kg/s的反应物
【答案】由题意：
代数解得，
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流过一台逆流运行的列管换热器，把
。
从95°C 冷却到70°C 。已知此换热器的总传热面积为
核算此换热器在该工作状态下的总传热系数K 。