2018年常州大学石化学院、食品学院822化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？
【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：
（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大； （2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。
2． 简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏:利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气液两相逆向多级接触，在 热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁 移，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
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。
二、计算题
4． 以纯溶剂S 进行单级萃取。已知萃取相中原料液浓度
（质量分数，下同）。试求:
（1）选择性系数
萃余相中原料液量为100kg ，
（2）萃取液和萃余液的量； （3）用线段表示溶剂比S/F。
【答案】⑴（2）
5． 如图所示，在一液位恒定的敞口高位水槽中，液位距水管出口的垂直距离为7m ，
管路为
钢管。设总的能量损失为
试求该管路输水量为多少
图
【答案】对高位水槽和出口处列柏努利方程为:
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6． 常压下将含水量为25%（湿基）的物料300kg 置于温度为90°C , 湿球温度为40°C 的空气中，空气以7m/s的流速平行流过物料。干燥面积为
干料，平衡含水量为0.03
（1）除去40kg 水分所需的干燥时间（h ）;
（2）将物料继续干燥，再除去20kg 水分所需的干燥时间（h ）;
（3）其他条件不变，只是将物料层厚度减半，将物料干燥至同（1）的含水量一样时所需的干燥时间。
已知:空气平行于物料表面流动时的对流给热系数为为
汽化潜热
【答案】（
1）40°C下水的汽化潜热
40°C
下空气的饱和湿度
空气的湿度
空气的比体积
空气的密度
空气的质量流速
对流给热系数
恒速段干燥速率
物料的初始干基含水量
湿物料在该条件下的临界含水量为
以年干料，降速段可视为直线。试求:
，G
的单位
r
的单位为
kJ/kg; 40°C下水的饱
，其中
t
的单位为:，
和蒸气压为7.377kPa
。