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一、简答题

1． 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。

2． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。

【答案】精馏操作是指利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触, 在热能驱动和相平衡关系的约束下, 使得易挥发组分不断从液相往气相中转移, 而难挥发组分却由气相向液相中迁移, 使得混合物得到不断分离的过程。

应用：产品的分离提纯。

3． 简述化工生产中进行蒸发操作的目的。

【答案】（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；

（2）脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；

（3）脱除杂质。

4． 何谓再结晶现象？

【答案】由于表面能的原因，小晶体溶解与大晶体成长会同时发生，这一现象称为再结晶现象。

二、计算题

5． 如图所示，用泵将水由低位槽打到高位槽（均敞口，且液面保持不变）。已知两槽液面距离为20m ，管路全部阻力损失为5m 水柱（包括管路进出口局部阻力损失），泵出口管路内径为50mm ，其上装有U 形压差计，AB 长为6m ，压差计读数R 为40mmHg ，

设摩擦系数为0.02。求: （1）泵所需的外加功（J/kg）; （2）管路流速（m/s）; （3）泵的有效功率（kW ）; （4）A 截面压强（Pa , 以表压计）。

H

为

图

【答案】（1）以低位槽液面为截面与

间列柏努利方程。

与

间列柏努利方程，有

即

（3）

（3）以表压计

6． 用逆流操作的填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。已知入塔混合气体含苯5%，（体积分数）其余为惰性气体，回收率为95%。进塔混合气流量为42.4kmol/h。吸收剂为不含苯的煤油，煤油的耗用量为最小用量的1.5倍，该塔塔径为0.6m ，操作条件下的平衡关系为传质系数

问:

（1）煤油的耗用量为多少（kg/h）? （2）煤油的出塔浓度为多少？ （3）填料层高度为多少（m ）? （4）吸收塔每小时回收多少千克苯？ （5）欲提高回收率可采取什么措施？ 【答案】已知

（1）

高位槽液面为截面

外加功

以截面

为基准面在截面

（2）在截面

气相总体积

煤油平均摩尔质量为170kg/kmol。

（2

）（3）

（4）回收苯的量

（5）提高回收率的措施为升压降温和增大液气比。

7． 矿石焙烧炉出来的锅炉烟气冷却到30°C 后送入填料塔。塔内充填25mm 瓷质鲍尔环填料。在0.1MPa 下用20°C 清水洗涤空气中的少量

【答案】气相与液相的物性:（1）估算塔径。 入塔气体摩尔质量

入塔气体的密度

尾气浓度

入塔气摩尔流量

查得

下

溶于水的亨利系数E=3.55MPa，则相平衡常数

入塔的炉气流量为

下水的物性:

的体积分数为

2%，要求尾气中S02的浓度不超过800mg/m3（101.3kPa 、0°C ）。试估算塔径和填料层高度。

最小液气比

实际液气比

液相摩尔流量

液相质量流量

气相质量流量

查得25mm 瓷质乱堆鲍尔环的特性数据:比表面积

，填料因子流动