2018年郑州大学联合培养单位河南城建学院992化工原理(二)[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。 三传的类比: （1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。 ②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。 （2）基础定律数学模型类比 ①动量传递的牛顿粘性定律。 ②热量传递的傅立叶定律。 ③质量传递的费克扩散定律。 （3）物性系数类比 ①粘度系数。 ②导热系数。 ③分子扩散系数。
2． 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。
3． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？
【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：
（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大； （2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。
二、计算题
4． 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 ）；
再过滤10分钟共得滤液
框的厚度为42mm 。滤饼体积和滤液体积
（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）
5． 某平壁厚度
，内表面温度
，外表面温度
，平壁材料导热系数
+0.00076t，式中单位为若将导热系数分别按常量（取平均导热系数）和
变量计算，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。
【答案】本题的目的是考察导热系数线性变化时定态一维热传导公式能否简化。 （1）导热系数按常量计算。 平壁的平均温度
平壁材料的平均导热系数
导热热通量为
设壁厚x 处的温度为t , 则有
故
上式即为平壁内的温度分布关系式，表示当为常量时，平壁内的温度分布为直线关系。 （2）导热系数按变量计算。 根据傅里叶定律，有
或积分得
代入数据，得
当
时，
代入式（1），可得
整理上式，得
解得
上式即为当随t 呈线性变化时单层平壁内的温度分布关系式，此时温度分布为曲线。
6． 如图所示，从水池用离心泵向一密闭高位槽送溶液，在输送范围内，离心泵在该转速下的特性曲线方程为
（Q 单位为
H 单位为m ）。输送管路的管径为
管路
总长（包括除出口阀门以外其余局部阻力的当量长度）为60m ，离心泵出口阀门全开时输液量为21m3/h, 阻力系数为10。现将离心泵出口阀门关小，孔板流量计的U 型管压差计读数为原来的0.8倍，已知水池和高位槽液面均维持稳定，操作条件下溶液密度为内流动摩擦系数均为
试计算:
（1）将离心泵出口阀门关小后，此时荥的有效功率。 （2）将离心泵出口阀门关小后，该开度下阀门的阻力系数。
孔板的孔流系数
保持不变。
阀门开度变化前后，管
图