2018年东华理工大学化学生物与材料科学学院812化工原理考研核心题库
● 摘要
一、填空题
1. 液液精馏操作过程中进料状态参数q 的定义是:_____,其物理意义是:_____
(4)饱和蒸汽进料_____; (5)过热蒸汽进料_____。
【答案】参数g 的定义:
物理意义:每1 进料,提馏段比精馏段液相增加的摩尔数。
【解析】从热量角度,q 值表示将lmol 进料变为饱和蒸汽所需的热量与原料液的千摩尔气化热的比值。
2. 某连续精馏塔,进料状态(摩尔比),进料组成(摩尔分率),回流比
为R=2,且知提馏段操作线方程的截距为零。则提馏段操作线方程的斜率为_____,馏出液组成
_____。
【答案】0.75;0.8
3. 将含量为0.5kg 7K/kg绝干料的某物料与一定状态的空气接触,测出物料的平衡水分为0.05kg 水/kg绝干料,则此物料的自由水分为_____。
【答案】0.45kg 水/kg绝干料
【解析】自由水分=含水量一平衡水分
4. 在板框过滤机中,若滤饼不可压缩,介质阻力不计,当过滤压差增加一倍时,其过滤速率为原来的_____倍。
【答案】2
5. 离心通风机的全压等于_____与_____之和,其单位为_____。
【答案】静风压;动风压;Pa
6. 当离心泵叶轮入口处压强等于或小于被输送液体在工作温度下的饱和蒸气压时,液体将部分汽化,致使离心泵不能正常操作,此种现象称为_____现象。
【答案】汽蚀
, 在五种不同进料状态下的q 值为:(1)冷液进料_____; (2)泡点液体进料_____; (3)气液混合物进料_____;
7. 在流化床操作中,流化的类型有_____和_____。
【答案】聚式流化;散式流化
8. 用相平衡常数m 表达的亨利定律表达式为_____,在总压为101.3kPa 下,20°C 时,氨在空气中的分压为114mmHg , 与之平衡的氨水摩尔分数为0.12, 此时m=_____。
【答案】y=mx; 1.25
二、简答题
9. 什么叫全回流?全回流操作一般用在哪些场合?
【答案】精馏塔不进料也不出料,塔顶冷凝液全部回流,即全回流操作。全回流时,回流比为无穷大,达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程,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至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车,科研实验中采用全回流操作测定板效率。
10.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差,对传递相同热负荷而言,需较小的传热面积,节省设备费用。此外,逆流热流体出口温度可接近冷流体进口温度对相同热负荷而言,
对相同热负荷而需加热剂少;同样,就冷流体而言,逆流体出口温度可接近热流体进口温度
言,需要冷却剂少,故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑,逆流操作费小。
11.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。
12.什么叫精馏操作?举例说明精馏过程在化工生产中的应用。
【答案】精馏操作是指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, 使得混合物得到不断分离的过程。
应用:产品的分离提纯。
13.请简述萃取操作的基本原理。如图所示,说明萃取相图中各点、区、线的含义。
A 、B 、S 、P 点;①、②区;线
【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶(或微溶)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。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。
A 溶质, B 稀释剂,S 溶剂,P 辅助曲线与溶解度曲线的交点
①均相区,②两相区联结线,P-Q 辅助曲线。
14.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。
15.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。
16.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。
17.离心泵启动或关闭时,为什么要先关闭出口阀门?
【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流,以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流,对泵造成损害。
18.什么是膜分离过程,膜分离过程的特点是什么?
【答案】膜分离过程是利用流体混合物中组分在特定的半透膜中的迁移速度不同,经半透膜的渗透作用,改变混合物的组成,使混合物中的组分分离。膜分离过程的特点是:
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