2017年南京理工大学环境与生物工程学院化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 在连续干燥器前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？
【答案】被加热空气获得的热量按其去向可分为以下四项:
汽化水分消耗的热量；
随废气放空。
干燥热效率定义为
2． 什么是填料塔的传质单兀尚度
【答案】传质单元高度
和等板尚度HETP? 加热产品消耗的热量；
补偿设备热损失消耗的热量；
填料吸收塔每个传质单元对应的填料层高度。等板高度（HETP ）:
填料精馏塔一块理论板所对应的填料层高度。
3． 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.4的某溶液（其粘度与水相近），若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口压力表的读数和轴功率有何变化？
【答案】泵的流量、扬程均不变、出口压力表的读数増大、轴功率增大。
4． 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。
二、计算题
5． 将20°C 的水（粘度（阀全开时），摩擦系数
（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:
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，）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
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:
此时
指定流量下泵的扬程为:
管路所需扬程为
泵的扬程大于管路的扬程，既此泵符合要求。
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6． 在直径为1.2m 的填料吸收塔中，拟装填3m 高DN25塑料阶梯环填料，
该填料的比表面积为
在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。已知入塔混合气体的流量
为40km 〇l/h, 溶质的含量为0.06（摩尔分数）；溶质的吸收率为95%; 操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X（X , Y 均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍；
气相总吸收系数为
。试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。（注：填料的有效比表
面积可近似取为填料比表面积的90%）
【答案】
因此，拟装填的填料高度能达到分离要求。
7． 在一单程列管换热器内，壳程浸入100°C 的饱和水蒸气，将管内湍流流动的空气从10°C 加热至60°C ，且饱和水蒸汽冷凝成同温度的水。若空气流量及空气进口温度不变，饱和蒸汽和冷凝水温度也不变，仅将原换热器改为双管程；问：此时空气的出口温度为多少？饱和蒸汽流量变化如何？（计算中忽略壁阻、垢阻及设备的热损失）
【答案】由题意，
当改为双管程时，湍流流动时，
故整理得
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将单程列管式换热器转化成多管程时，要注意对传热系数的影响。