2018年江南大学生物工程学院802化工原理(含实验)考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 何谓多效蒸发？试举例说明。
【答案】多效蒸发是一种提高生蒸汽利用率的蒸发方式，它是将第一效蒸发器产生的二次蒸汽入第二效蒸发器作为加热蒸汽，再将第二效的二次蒸汽引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝。如NaOH 溶液的蒸发采用并、逆流相结合的2-3效蒸发工艺。
2． 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。
3． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。
【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。
脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。
二、计算题
4． —板框式过滤机，过滤面积为
（1）过滤常数
在
（表压）下恒压过滤操作2h ，得滤液
装
卸时间为0.5h ，滤饼不可压缩，忽略介质阻力。试求：
. 和2h 时的过滤速率
（2）若过滤2h 后，以
水洗涤饼，洗涤时间（h ）及生产能力又为多少
【答案】（1）对于恒压过滤操作有：
代入数值为：可以求出：过滤速率：
（2）洗涤时间表示：
5． 用
型离心泵将槽中液体送出，要求输送量为
已知吸入管路为
估计吸入管路的总长为15m （包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数取为
0.03, 且认为流动进入阻力平方区。试求下列几种情况下泵的允许安装高度（当地大气压为101.3kPa ）。
（1）敞口贮槽中为
水；
饱和蒸气压为47.1kPa ）; 时，该泵的必需汽蚀余量
（2）敞口贮槽中为热盐水（密度为【答案】查离心泵样本，当输水量为管内流速
吸入管路阻力
（1）敞口贮槽中为装高度
（3）密闭贮槽中为上述热盐水，其中气相真空度为30kPa 。
水时，查得其饱和蒸气压为4.247kPa ，密度为则允许安
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（2
）敞口贮槽中为热盐水时，允许安装高度
（3）密闭贮槽中为热盐水时，允许安装高度
即泵需安装在液面下低于1.73m 的位置。
6． 密度为
的某悬浮液，于400mmHg 的过滤压差下做试验，测得过滤常数每送出
滤液所得滤渣中含固相594kg 。固相密度为
液相为水。
现用一直径1.75m 、长0.9m 的转筒真空过滤机进行生产，转筒内真空度维持在400mmHg ，转筒转速为1转/分钟，浸没角度125.5
。若滤布阻力可以忽略，滤渣不可压缩。求：
（1）过滤机的生产能力Q ；
（2
）转筒表面的滤渣厚度L
；
（3）若转筒转速为0.5转/分钟，其他条件不变，Q 与
L 将如何改变？
【答案】⑴
（2）以
滤液为基准，滤渣体积
（3）若转筒转速为0.5转/分钟，其他条件不变