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一、简答题

1． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量

低于

的水分称为平衡水，高于

的水分称为自由水。

物料中大于

的那

当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于

的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含

水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

2． 化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？

【答案】测流量用转子流量计、测压强用U 型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

3． 吸附分离常用的吸附剂有哪些？

【答案】（1）活性炭； （2）硅胶； （3）活性氧化铝；

； （4）各种活性土（如漂白土、酸性白土）（5）合成沸石和天然沸石分子筛； （6）吸附树脂。

4． 试述传热和传质的区别和联系。

【答案】传热又称热传递，由于温度差引起的热量的转移；传质:物质内溶质存在浓度差而促使溶质向低浓度段转移的过程。两种方式一般是同时存在于某一体系内。

5． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。

【答案】（1）当（2）当（3）当

时，为层流区；

时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。

6． 简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。

【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单

蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。

精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。

（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。

7． 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

8． 何谓多效蒸发？试举例说明。

【答案】多效蒸发是一种提高生蒸汽利用率的蒸发方式，它是将第一效蒸发器产生的二次蒸汽入第二效蒸发器作为加热蒸汽，再将第二效的二次蒸汽引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝。如NaOH 溶液的蒸发采用并、逆流相结合的2-3效蒸发工艺。

9． 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？

【答案】进入降尘室的含尘气体温度升高，降尘室出口气体的含尘量增加。因为： （1）黏度变大、沉降速度变慢、沉降时间增加；

（2）密度减小、气体质量不变则体积流量増加，停留时间减少。

10．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。

11．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。

12．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。

若雷诺数相同，且密度

二、计算题

13．矿石焙烧炉出来的锅炉烟气冷却到30°C 后送入填料塔。塔内充填25mm 瓷质鲍尔环填料。在0.1MPa 下用20°C 清水洗涤空气中的少量

【答案】气相与液相的物性:（1）估算塔径。 入塔气体摩尔质量

入塔气体的密度

尾气浓度

入塔气摩尔流量

查得

下

溶于水的亨利系数E=3.55MPa，则相平衡常数

入塔的炉气流量为

下水的物性:

的体积分数为

2%，要求尾气中S02的浓度不超过800mg/m3（101.3kPa 、0°C ）。试估算塔径和填料层高度。

最小液气比

实际液气比

液相摩尔流量

液相质量流量

气相质量流量

查得25mm 瓷质乱堆鲍尔环的特性数据:比表面积参数

查得

对于水

，故泛点速度

，填料因子流动