2017年沈阳工业大学F570化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏: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，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
2． 请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点；①、②区；
线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点 ①均相区，②两相区
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联结线，P-Q 辅助曲线。
3． 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。
4． 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。
二、计算题
5． 用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，板框共10个，其规格为现已测得过滤10分钟后得滤液：之比为0.1。试计算：
（1）将滤框完全充满滤饼时所需的过滤时间（h ）；
（2）若洗涤时间和辅助时间共45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。 【答案】（1）此过滤机的过滤面积为：
当滤框充满时，所得滤液量为：
对恒压过滤为：
由题意知将已知条件代入为：
解得：
则当要求滤框充满滤饼时的时间为
（2）
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框的厚度为42mm 。滤饼体积和滤液体积
再过滤10分钟共得滤液
6． 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为2h ，已知第lh 过滤得缩，滤布阻力可忽略，（1）第2h 可得多少滤液？（2）过滤2h 后用
滤液，滤饼不可压
清水（黏度与滤液相近），
在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3）若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？（4）若过滤时间不变，仅将过滤压差提高1倍，问滤液量为多少？
【答案】⑴将所以
（2）由过滤基本方程由题意知
代入得
（3）因为又因为（4）
7． 含氨极少的空气于101.33kPa , 20°C 被水吸收。已知气膜传质系数
液膜传质系数
系数
【答案】因为物系的气液平衡关系服从亨利定律
由计算结果可见
此物系中氨极易溶于水，溶解度甚大，属“气膜控制”系统，吸收总阻力几乎全部集中于气膜，所以吸收总系数与气膜吸收分系数极为接近。
依题意，此系统为低浓度气体的吸收。
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代入上式，得.
溶解度系数
液相总传质
气液平衡关系服从亨利定律。求：气相总传质系数
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