2017年沈阳工业大学F570化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
，溶物系）
2． 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。
3． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
4． 在相同管径的两条圆形管道中，同时分别流动着油和清水相近，试判断油速大还是水速大，为什么？
【答案】油速大。因为
若雷诺数相同，且密度
二、计算题
5． 有一列管式换热器，外表面积为为0.2MPa （绝对压力），冷凝给热系数为
列管为
的钢管。用饱和水蒸气将处理量油的平均比热容
试求：
为25000kg/h的油从40°C 加热到80°C 。油走管程，流动状态为湍流。蒸汽走壳程，水蒸气压力（1）当油的处理量增加1倍时，油的出口温度为多少？若要保持油的出口温度仍为80°C ，换热器是否够用？（2）若不够用，可采取哪些措施？（3）并联或串联多大的换热器才够用？要考虑哪些因素？（4）处理量增大1倍，若将加热蒸汽提高到0.3MPa ，能否保持油的出口温度？（5）油的处理量不变，如果油的黏度增大1倍，仍为湍流流动，其他物性参数不变，油的出口温度为多少？（6）由于换热器运行时间较长，使得管壁增加了一层油垢，其厚度为1mm ，导热系数为0.2W/
此时油的出口温度为多少？
【答案】（1）原工况
水蒸气压力为0.2MPa 时的饱和温度为T=120°
C
因为所以
因为
因为
所以所以
接近K 。可取
当流量増大1倍时，
则
由此得
若保持油的出口温度仍为80°C ，则
所以当油的处理量增大1倍时，要保持油的出口温度不变，原换热器不够。 若仍使用原换热器（换热面积为
，
设油的出口温度为）
则
可见，此时油的出口温度达不到80°C ，只能达到76.2°C 。
（2）油的处理量增大1倍，若仍需保持出口温度80°C ，可采取以下措施： ①增大传热面积，即并联或串联一台换热器； ②提高加热蒸汽压力，以提高传热推动力； ③增大管程揣动程度，提高管程
以降低管程热阻。
（3）流量增大1倍，若并联一台同样大小的换热器，则流速不变，K 不变，而换热面积增大1倍，所以并联一台m 2的换热器正好够用。
流量増大1倍，若串联一台换热器，则由（1）的计算可知，只需串联一台面积为器即可。
若串联一台同样大小的换热器，则串联后的面积为
油出口温度为
所以串联一台同样大小的换热器，油的出口温度可达96°C ，若油的出口温度只需80°C ，则可降低蒸汽压力。
（4）油的处理量増大1倍，若将水蒸气压力提高至0.3MPa ，
则对应的饱和蒸汽温度为
设油出口温度为
则
则
的换热
所以，当油的处理量増大1倍后，提高蒸汽压力，能保持油的出口温度。 ，
设油出口温度为
（5）当油的处理量不变，而黏度增大1倍时（仍为湍流）
所以
可见，油的黏度增大1倍，其出口温度降低为72.7°C 。
6． 拟在常压吸收塔中用清水吸收空气中的氨，已知入塔空气中氨气含量为1.3%，（体积百分比）要求氨的回收率为99%，已知塔内操作气流密度为
实际用水量为最小用水量的
，为
1.5倍，，操作条件下的气液平衡关系可表示为y=i.2x气体体积总传质系数
【答案】由题知，
已知X=x，Y=y，则最小液气比为：
7． 某液体混合物含溶质A 为40%, 含稀释溶剂B 为60%，用循环萃取剂进行单级萃取，该萃取剂含纯溶剂S 为90%，溶质A 为5%，稀释剂B 为5%（皆为质量分数），物系的溶解度曲线及平衡联结线的内插辅助线如图所示，试求:
（1）可能操作的最大溶剂比多大？相应的溶质A 萃余率多大？所得到的萃取液与萃余液含量（即将循环萃取剂完全脱除后的含量）多大？
则因为
因为气、液相浓度都很小，可近似认为气、液流密度均为常数，且X=x，Y=y，计算填料层高度。