2017年湖南大学化学化工学院F1104化学综合二之化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。
2． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
3． 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。
4． 恒速干燥段的湿物料表面温度是什么温度？为什么？
【答案】恒速干燥段的湿物料表面温度等于干燥介质的湿球温度。恒速干燥段是表面汽化控制段，在此阶段，对流传热系数和传质系数不变，水分恒定速率汽化，汽化的是非结合水，水分
由物料内部向表面输送的速度足以保证物料表面充分润湿。
二、计算题
5． 某含尘气体依次经过一个降尘室和一个旋风分离器进行除尘。试分析下述新工况下降尘室除尘效率和总除尘效率将如何变化？
（1）气体流量适当增加（其余不变）； （2）气体进口温度升高（其余不变）。 【答案】（1）对降尘室
层流时：
气体流量增加（其余不变），降尘室能除去的颗粒最小直径变大，降尘室效率下降。 对旋风分离器由：
知气体流量增加，
增加，
减小，总除尘效率增加。
（2）气体进口温度升高（其余不变），气体粘度增加，降尘室及旋风分离器能除去的颗粒最小直径变大，降尘室效率及总除尘效率均下降。
6． 用一常压气流干燥器干燥某种物料，要求其干基含水量从
kg7K/kg绝干物料，干燥器的生产能力
干燥器时湿含量
kg7jC/kg
绝干物料降到
为
为2000kg/h（以绝干产品计）；空气进入
为0.005kg7K/kg绝干空气，温献为120°C ，空气出干燥器时湿含量
0.035kg 水/kg绝干空气，按理想干燥过程计算，试求：（1）蒸发水分量W （kg/h）; （2）干空气消耗量V （kg/h）; （3）空气出干燥器时的温虔器入口处空气中的水汽分压。
【答案】
⑴（2）
（3）等焓过程，
；（4）若系统总压取101.3kPa , 求干燥
所以〔4）
7． 在中央循环管蒸发器内将NaOH 水溶液由10%浓缩至20%。
（1）利用杜林线图求50kPa 时溶液的沸点； （2）利用经验公式计算50kPa 时溶液的沸点。
【答案】由于中央循环管蒸发器内溶液不断地循环，故操作时器内溶液浓度始终接近完成液的浓度。
查得压强为101.33kPa 及50kPa 时水的饱和温度分别为100°C 及81.2°C ，压强为50kPa 时的汽化热为2304.5kJ/kg。
（1）利用杜林线图求50kPa 压强下的沸点。
50kPa 压强下水的沸点为81.2°C ，在图的横坐标上找出温度为81.2°C 的点，
根据此点查出
水溶液在50kPa 压强下的沸点为88°C 。 （2）利用经验公式求50kPa 压强下的沸点。 20%NaOH水溶液的杜林线的斜率为
该线的截距为
又因为
将已知值代入上式，得
解得
即在50kPa 压强下溶液沸点为88.96°C 。