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2018年吉林省培养单位长春应用化学研究所818化工原理考研仿真模拟五套题

  摘要

一、简答题

1. 将60°C 的湿泥坯(砖)放入80°C 的热空气流中干燥,空气的湿球温度为50°C ,试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化(假设空气量很大,其温度与湿度均保持不变)。

【答案】该题为恒定干燥条件,开始时,湿泥坯中含有较多的非结合水,这部分非结合水先被干燥,温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥,此过程为恒定干燥阶段;然后温度会由50°C不断升高(进入降速阶段);完全干燥时,达到平衡含水量,泥坯的温度达到热空气流的温度80°C。

2. 简述工业吸收操作大多是选用化学吸收的原因,即化学吸收的优点。

【答案】(1)化学反应提高了吸收的选择性; (2)加快吸收速度,从而减小设备容积;

(3)反应増加了溶质在液相的溶解度,减少吸收剂用量;

(4)反应降低了溶质在气相中的平衡分压,可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。

3. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率,你认为可采取哪些措施?

【答案】可采取改变气固接触方式,减小物料尺寸,提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。

二、计算题

4. 用离心泵将蓄水池内的常温水在定态流动条件下送至高位槽,操作状态下的流程如图1所示。采甩

mmx3.5mm 的无缝钢管,在图1中水平管路上装有孔径为20mm 的孔板流量计,用角接

面上又设置了一个开口

的变化掌握A-A ’截面上的压强情况。两压差计均用汞为指示剂,

其中

法安装的U 形压差计B 测量孔板两侧的压差。由于工作上的需要,在压差计A , 通过其上

压差计A 左支管汞面上灌有一小段水(图1中未标出),计算时可以忽略这段水柱。

从蓄水池至A-A' 面间的管路长度为100m (包括全部的当量长度在内,下同),由截面A-A' 至高位槽的管路长度为150m 。水池与高位槽以及高位槽与水平管炉间的相对位置均示于图1中,忽略系统中管路的进、出口阻力损失。已知:水的密度为

黏度为

汞的密度为

视为

管路可按光滑管处理;孔板流量计的流速可用下式求出:

常数。

试求:(1)管路中水的流速

(2)若离心泵的效率为0.8, 求泵的轴功率;(3)已知当

截止阀全关时,压差计A 指示剂两液面等高,且与其测压面A-A ’中心线间的垂直距离为0.5m (图

中未反映出),求操作条件下压差计A 上的读数

图1

【答案】⑴流速:

管路中的流速:

(2)取水池液面为列伯努利方程

其中雷诺数

应用光滑管的伯拉修斯公式计算所以

代入伯努利方程得质量流量轴功率(3)在

截面间列伯努利方程,以过A-A' 面中心线为基准水平面:

其中

可按比例算出:

代入上式:

截面,高位槽液面为截面,并以面为基准水平面,在两截面间

因忽略了管路中的进、出口阻力损失,而能量与管长成正比,故

(注:若从到截面列伯努利方程,可得到同样的结果)

面中心线间的垂直距离为0.5m

。操作条件下两液面相差

的高度,

此时汞面与

面中心线间的垂直距离应为

可看出,pA 为正值,故压差计A 的右支管汞面低于左支管,如图2所示。由已知条件,截止阀全关时压差计内液面等高,且与

则右侧液面较静止时下降了

在U 形管A 上取等压面EF ,由静力学基本方程得

于是:

解得

图2

5. 已知湿空气的总压H ; (2)露点

相对湿痠

干球温度t=30°C 。试求:(1)湿度

(3)绝热饱和温度;(4)将上述状况的空气在预热器中加热至KXTC 所需的

热量(已知空气质量流量为100kg 绝干空气/h); (5)送入预热器的湿空气体积流量(m/h)。

【答案】已知

由饱和水蒸气表查得水在30°C 时的蒸气压(1)湿度

H

(2)按定义,露点是空气在湿度不变的条件下冷却到饱和时的温度,现已知

由水蒸气表查得其对应的温度(3)求绝热饱和度已知

并算出

按式

皆为未知,可用试差法求解。