2017年清华大学化学工程与技术学院专业综合考试化学原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。
【答案】精馏操作是指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, 使得混合物得到不断分离的过程。
应用：产品的分离提纯。
2． 冬天，室外温度为2°C ，刮着风，潮湿的衣服晒在外面有没有可能会结冰？为什么？
C 就会【答案】可能会结冰，因为潮湿的衣服上温度为空气的湿球温度，当湿球温度低于0°结冰。
3． 何谓再结晶现象？
【答案】由于表面能的原因，小晶体溶解与大晶体成长会同时发生，这一现象称为再结晶现象。
4． 造成溶液过饱和度的方法有哪些？溶液结晶的两个阶段是指哪两个阶段？
【答案】造成过饱和度的方法有: ； （1）降低温度（冷却结晶）（2）溶液浓缩（蒸发）。
溶液结晶的两个阶段:晶核生成，晶体成长。
二、计算题
5． —换热器，由38根甲苯侧的对流传热系数为
长4m 的无缝钢管组成。110°C 的饱和水蒸气走壳程，用于加热
；
。求：
甲苯，其流量为7kg/s、初温为30°C
。已估算出此时蒸汽侧的冷凝传热系数为
（1）该换热器运转初期时甲苯的出口温度；
（2）运行一年后，由于甲苯侧污垢积累，甲苯的出口温度仅能达到68°C ，此时甲苯侧的污垢热阻为多少？
（3）若要使甲苯的出口温度仍维持不低于换热器运转初期时的出口温度，加热蒸汽的饱和温度至少需达多高？已知甲苯的比热容为
【答案】（1）据题管外径
管内径
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并设管壁热阻、蒸汽侧污垢热阻可忽略。
，管数n=38，管长
L=4m
由于管壁热阻、蒸汽侧污垢热阻可忽略，
对于一侧为蒸汽冷凝的传热过程，
解得
（2）此时
，
求得甲苯的污垢热阻
（3）因为
不变，所以K 不变，从而NTU 不变；又
不变，因此不变，即
解得
6． 有一降尘室，长为6m 、宽为3m , 共20层，每层100mm ，用以除去炉气中的矿尘，
矿尘密度
炉气密度为
黏度为
现要除去炉气中
以上的颗粒，试
求：（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（2）每小时最多可送入炉气多少？（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？
【答案】（1）设沉降区为斯托克斯区，则因为
则
故假设正确。
由降尘室的分离条件，有
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（2）（3）
可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。
7． 如图所示的管路，用离心泵将池A 中水输送至高位槽中，
已知离心泵的特性曲线为
（的单位为m ;
的单位为
）。吸入管路的阻力损失为4m 水柱（不
两U 形压差计读
含管路入口阻力损失），泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可以忽略。管路为的钢管。管路中C 处装有一个调节阀，调节阀在某一开度时的阻力系数数的密度为
指示液为试求:
？（单台泵） ？（单台泵）
求并联后输水量为多少
（1）管路中水的流量为多少（2）出口处压力表读数为多少（4）若并联后管路特性曲线方程为
（密度
），连通管指示液面上充满水，水
（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；
图
【答案】（1）流经阀门的压强降
（2）扬程
在池液面A （截面1）和压力表P （截面2）间列桕努利方程有
（3）并联特性方程为:
（4）联立管路和泵的特性曲线有:
并联后输水量
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