2018年河南工业大学粮油食品学院816化工原理[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
2． 简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。
【答案】主要标准有：生产能力；塔板效率；塔板压强降；操作弹性。
3． 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。
二、计算题
4． 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物，现因生产要求希望气体处理量增大但吸收率不下降，有人说只要按比例增大吸收剂的流量（即L/G不变）就能达到目的，这是否正确？
G 的增加比率相同，【答案】由于L 、因此减少，又S 不变，故
的增加比率不及G 的増加比率，从而下降，导致
上升（因为
增加
，
、m 不变），
吸收率下降。因此按比例增大L 达不到要求。若要维持吸收率不下降，L 的增大比率要超过G 的增加比率，即L/G增大。
5． —常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯混合物。已知进料中含苯0.5（摩尔分率，下同），泡点进料。塔顶产品组成为0.9，塔底产品组成为0.03，塔顶为一个分凝器和一个全凝器，泡点回流，系统的平均相对挥发度为2，回流比为最小回流比的2倍。试求：
（1）精馏段操作线方程。
（2）离开塔顶第一块理论板的上升蒸汽组成。 【答案】（1）由泡点进料可知q=l，因此因为
所以由相平衡方程得
从而
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所以操作回流比精馏段操作线方程
（2）由相平衡方程得
所以
解得
6． 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
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对分凝器作物料衡算：
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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
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
则
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