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一、简答题

1． 什么是膜分离过程，膜分离过程的特点是什么？

【答案】膜分离过程是利用流体混合物中组分在特定的半透膜中的迁移速度不同，经半透膜的渗透作用，改变混合物的组成，使混合物中的组分分离。膜分离过程的特点是:

（1）两个产品（指截留物和透过物）通常是互溶的； （2）分离剂是半透膜；

（3）往往难以实现组分间的清晰分离。

2． 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

3． 简述化工生产中进行蒸发操作的目的。

【答案】（1）获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品；

（2）脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，随后加以冷却，析出固体产物，即采用蒸发、结晶的联合操作以获得固体溶质；

（3）脱除杂质。

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。

若雷诺数相同，且密度

二、计算题

5． 25°C 时醋酸（A ）-庚醇-3（B ）-水（S ）的平衡数据如表1、表2所示。

试求:

（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标图上绘出分配曲线； （2）确定由200kg 醋酸、200kg 庚醇-3和400kg 水组成的混合液的物系点位置。混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轭相的组成和质量；

（3）上述两液层的分配系数

及选择性系数

（4）从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液？

表1溶解度曲线数据（质量分数/%）

表2联结线数据（醋酸的质量分数/%）

【答案】（1）溶解度曲线如图1中曲线SEPHRJ 所示。辅助曲线如图1中曲线SNP 所示。分配曲线如图1所示。

（2）和点醋酸的质量分数为

水的质量分数为

由此可确定和点M 的位置，如图1所示。由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E 。由杠杆规则可得

由图1可查得E 相的组成为

R 相的组成为

（3）分配系数

选择性系数

（4）随着水分的蒸发，和点M 将沿直线SM 移动，当M 点到达H 点时，物系分层消失，即变为均相物系。由杠杆规则可得

需蒸发的水分量为

图

1

图2

6． 在传热面积为比热容为

的换热器中用冷却水冷却某有机溶液。已知有机溶液的流量为3800kg/h，

；冷却水的流量为5000kg/h，其进口温度为20°C ，

；

有机溶液与冷却水之间呈逆流流动。两流体的对流给热系数均为

，试求：

（1）两流体的出口温度；

（2）欲通过提高冷却水流量的方法使有机溶液的出口温度降为36°C ，冷却水流量应达到多少。（设冷却水对流给热系数与其流量的0.8次方成正比）

进口温度为80°C ，比热容为