2018年东北石油大学化学化工学院816水污染控制工程之化工原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般最适宜回流比为最小回流比的多少倍？
【答案】全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比至规定回流比。最小回流比是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择最适宜回流比的依据；一般最适宜回流比是最小回流比的1.2〜2倍。
2． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
3． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
二、计算题
4． —换热器，由38根甲苯侧的对流传热系数为
长4m 的无缝钢管组成。110°C 的饱和水蒸气走壳程，用于加热
；
。求：
甲苯，其流量为7kg/s、初温为30°C
。已估算出此时蒸汽侧的冷凝传热系数为
（1）该换热器运转初期时甲苯的出口温度；
（2）运行一年后，由于甲苯侧污垢积累，甲苯的出口温度仅能达到68°C ，此时甲苯侧的污垢热阻为多少？
（3）若要使甲苯的出口温度仍维持不低于换热器运转初期时的出口温度，加热蒸汽的饱和温度至少需达多高？已知甲苯的比热容为
【答案】（1）据题管外径
管内径
并设管壁热阻、蒸汽侧污垢热阻可忽略。
，管数n=38，管长
L=4m
由于管壁热阻、蒸汽侧污垢热阻可忽略，
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对于一侧为蒸汽冷凝的传热过程，
解得
（2）此时，
求得甲苯的污垢热阻
（3）因为
不变，所以K 不变，从而NTU 不变；又
不变，因此不变，即
解得
运动黏度为
流速为
管
5
． 原油在圆形直管中流动。已知原油的密度为
【答案】方法一:先判定流型
长为1000m
, 管内径为100mm 。现将流量和管内径都扩大1倍，则管路阻力为原来的多少倍？
，所以流动类型为层流。
由层流时的直管阻力计算式一一泊谡叶方程计算原阻力:
设流量和管径都改变后的管路阻力为管内径增大1倍
流量增大1倍
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所以
管路变动后阻力为原来的倍数:
即阻力减小为原来的所以
雷诺数没变，仍为1800, 说明用泊谡叶方程是可以的。 方法二:从方法一知:由泊谡叶方程得
阻力减小，为原来的12.5%。
6． 已知湿空气的总压为101.3kPa ，相对湿度为50%，干球温度为20°C 。试用I-H 图
求解:（1）水汽分压P ; （2）湿度H ; （3）焓I ; （4）露点500kg/h干空
气的湿空气预热至117°C , 求所需热量Q 。 【答案】见图。 由已知条件：
在I-H 图上定出湿空气状态A 点。
（1）水汽分压由点A 沿等H 线向下交水汽分压线于点C , 在图右端纵坐标上读得p=1.2kPa。（2）湿度H 由点A 沿等H 线交水平辅助轴得H=0.0075kg水/kg绝干空气。 （3）焓I 通过A 点作斜轴的平行线，读得（4）露点
由点A 沿等H 线与
（5）湿球温度过点D 的等t 线读得线相交于点G , 读得
绝干空气。
饱和线相交于点D , 由通
饱和线相交于点B , 由通过点B 的等t 线读得
绝干空气（即湿空气离开预热器时的焓值）。含1kg 绝干空气
=
验算雷诺数:流量和管径都改变后，
所以流动类型为层流。
（5）湿球温度（6）如将含
（绝热饱和温度Ls ）由点A 沿等I 线与
（6）热量Q 因湿空气通过预热器加热时其湿度不变，所以可由点A 沿等H 线向上与的湿空气通过预热器所获得的热量为：
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