2018年江南大学食品学院802化工原理(含实验)考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 按照热能供给湿物料的方式，干燥可分为几类？并分别说明各自的特点。
【答案】按加热方式不同，干燥可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥等几类。
（1）对流干燥是将干燥介质（气体）加热后，由干燥介质以对流传热的方式将热量传递给湿物料，传热速率快；
（2）传导干燥，是由干燥设备的壁面将热量传递给湿物料，汽化的水分再由气体带走； （3）辐射干燥主要使用红外线热源加热物料，由于物料表面干燥后红外线穿透干固体层深入物料内部较困难，因此，主要用于薄层物料的干燥。
2． 何谓再结晶现象？
【答案】由于表面能的原因，小晶体溶解与大晶体成长会同时发生，这一现象称为再结晶现象。
3． 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。
二、计算题
4． 在双管程的列管换热器中用饱和水蒸气预热有机溶剂，蒸汽在壳程中冷凝为同温度的水。溶剂走管内。已知：水蒸气，温度120°C ，冷凝潜热为2236kJ/kg，冷凝对流给热系数为10000热容
；溶剂，流量为45000kg/h，进口温度为42°C ，出口温度82°C ，此温度下的比
换热器，管子规格为
，以管外表面积为基准的传热面积
15°C ，壳外表面积为
，
换热管材的导热系数为。换热器壳程没有保温，四周环境温度
。试求：
，外壳与周围环境的自然对流给热系数为
（1）忽略壳壁热阻，估计蒸汽的冷凝量（kg/h）；
（2）若换热管两侧无污垢，试求管内溶剂的对流给热系数；
（3）若将上述双管程的换热器改为四管程，而换热管总根数不变，并假定溶剂的流量、进口温度、蒸汽温度、蒸汽的冷凝给热系数均不变，溶剂物性变化可忽略，试求溶剂的出口温度。（假设双管程时管内流动为湍流状态）
【答案】（1）两种传热过程导致了壳程内蒸汽的冷凝。设加热管程的有机溶剂的热量为Q ；
由于外壳壁与周围环境的自然对流传热而产生的热损失为
且
。则有
因蒸汽冷凝给热系数远高于自然对流给热系数，所以外壳壁温度与蒸汽温度很接近，
于是
蒸汽的冷凝量
（2）传热平均温差
由
解得
则对流给热系数变为原来的
倍，即
解得
可得即
解得
（3）将换热器由双管程改为四管程，管程流通截面变为原来的1/2，流速变为原来的2倍，
5． 如图所示，离心泵将真空锅中面位差10m ，真空锅上真空表读数为管路上装有一孔板流量计，孔板直径（指示液为水银，动能之和为
当地大气压为
（1）水在管路中的流速； （2）泵出口处压力表读数（3）若该泵的允许汽蚀余量为
的水通过直径为100mm 的管路，送往敞口高位槽，两液
泵进口管上真空表读数孔流系数为求:
在出口
, U 形压差计读数R=170mm
）。已知管路全部阻力损失为44J/kg，泵入口管段能量损失与
泵能否正常运转？
图
【答案】（1）水在孔板孔径处的流速为
根据质量守恒方程，管路的流速
（2）自真空锅液面至高位槽液面列出机械能衡算式
将数据代入
忽略压力表
与真空表
之间的高位差以及此间管段的流体阻力损失，则
所以
（3）计算泵的允许安装高度，20°C时水的饱和蒸汽压