2018年北京市培养单位中丹学院818化工原理考研强化五套模拟题
● 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． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？
【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。
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． 有一台列管式换热器，内有钢管44根，管长为1.5m ，单管程。管程中的冷
却水将壳程中100°C 的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻、管壁及两侧污垢热阻忽略不计，不计热损失。冬季时冷却水进口温度为15°C ，出口温度为37°C 。已知冷却水的比热容黏度
导热系数
, 蒸汽冷凝潜热
设以上物件不随温度变化）。试求：（1）冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少（kg/h）? （2）夏季时冷却水进口温度为29°C , 若冷却水用量与冬季相同，则夏季冷却水出口温度为多少？蒸汽冷凝量将变为多少？
【答案】（1）设管内为完全湍流，
，蒸汽冷凝热阻、管壁、污垢热阻可忽略，不计热损失，有
因为不计热损失，所以
所以
所以冷却水用量
验
蒸汽冷凝量
（
2
解得：蒸汽冷凝量
）
假设成立。
5． 将20°C 的水（粘度（阀全开时），摩擦系数
，）以30立方米每小时的流量从水池送至塔顶。已知塔顶压
长18m , 管线局部阻力系数
）。
，强为0.05MPa （表）与水池水面高差为10m , 输水管
（1）求所需的理论功率（kw ）; （2）—泵的特性可近似用下式表达: 扬程:
效率:
式中Q 的单位为立方米每分钟。求最高效率点的效率，并评价此泵的适用性。如适用，求因调节阀门使功率消耗増加多少。
【答案】
（1）对水池及塔顶处列柏努利方程为:
其中
对柏努利方程代入数值为:
（2）已知泵的效率可表示为:
最高效率点处流量: