2017年江西理工大学化学工程与技术之化工原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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。
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． 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。
4． 搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？
【答案】搅拌器的两个功能:（1）总体流动；（2）强剪切或高度揣动。改善搅拌效果的工程措施:（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。
二、计算题
5． 在常压干燥器内干燥某湿物料，将100kgm 的湿物料从最初含水量20%降至2%（均为湿基）
。
, Ho=0.0lkg水汽（/kg 绝干气）的空气经预热器升温至100℃后进入干燥器进行等焓干燥，
废气温度为
。试计算:
（1）完成上述干燥任务所需的空气量，kg 绝干气/h （2）空气经预热器获得的热量。 【答案】（1）
等焓干燥:
（2）
6． 用纯水吸收空气-氨混合气体中的氨，氨的初始含量为0.05（摩尔分数），要求氨的回收率不低于95%, 塔底得到的氨水含量不低于0.05。已知在操作条件下气液平衡关系
（1）采用逆流操作，气体流率取所需塔高为多少？
], 新鲜吸收剂与循环量之比（2）采用部分吸收剂再循环流程[图（a ）也假定不变，所需塔高为多少？
气体流速不变
，
体积传质系数
试计算:
，
图
【答案】（1）气体出口含量为由物料衡算可求得液气比为因
传质平均推动力为
所需塔高为
（2）采用部分吸收剂再循环后，吸收剂入塔含量
塔内的液气比为
操作线如图（b ）中虚线所示。 平均传质推动力为
所需塔高为
从本例计算结果可以看出，吸收及再循环可使吸收剂入口含量提高、平均传质推动力减小，
如果传质系数
不变，则所需塔高增加。当循环量大到一定程度时，
则
塔再高也不可能达到分离要求。
7． 某开启式平直叶涡轮搅拌装置，
，黏度为
试估算搅拌器的功率。
（各符号命名参见典型的搅拌器，如图
所示）。搅拌槽内设有挡板，搅拌器有六个叶片，直径为150mm , 转速为300r/min，
液体密度为
图
【答案】由题给条件知
由已知条件查得功率特征数K=4.2, 则
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