2017年沈阳化工大学化学工程学院801化工原理(1)(含实验)考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。
【答案】（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
2． 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。
3． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？
【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量
低于
的水分称为平衡水，高于
的水分称为自由水。
物料中大于
的那
当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于
水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。
4． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？
【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。
5． 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。
6． 离心泵发生气缚与汽蚀现象的原因是什么？应如何消除？
【答案】离心泵在启动过程中若泵壳内混有空气或未灌满泵，则泵壳内的流体在随电机做离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被“气体”缚住一样，称离心泵的气缚现象。避免或消除气缚的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀。
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的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含
当泵壳内吸入的液体在泵的吸入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使壳壁像被“气体”腐蚀一样，该现象称为汽蚀现象。降低泵高度能避免汽蚀现象的产生。
二、计算题
7． —连续操作的常压精馏塔，用于分离A （轻组分）-B （重组分）混合物。已知原料液中含A 组分
（摩尔分率，下同），进料温度50°C ，要求达到产品A 组分含量
该物系的相对挥发度为2.5, 实际操作回流比为1.95。试计算:
塔釜馏出
液A 组分含量
（1）A 组分的回收率； （2）最小回流比； （3）提馏段操作线；
（4）若塔顶第一块板下降的浓度为0.9, 求该塔板以气相组成表示的默弗里板效率Emv 。（由
平衡数据已知
时，A 、B 混合液的泡点为95.2°C, 定性温度下，原料液的平均比热，千摩尔气化潜热r=8800kcal/kmol）.
【答案】（1）由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得:
即
解得:
（2）故
，进料为过冷液体。
q 线方程为:
由a=2.5得相平衡方程为:
联立方程①②并解得:
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则
（3）q=1.2 回流比
R=1.95
所以，提馏段操作线方程为
（4）精馏段操作线方程为
由相平衡方程
得:
8． 现有一逆流操作的填料吸收塔，塔径为1.2m ，用清水脱除原料气中的甲醇，已知原料气处理量为
A 点：B 点：
取样点A 、B 间填料层高度近似相同，试求：
（1）塔操作气液比及水的用量； （2）塔内气、液间总的体积传质系数
；
（3）如现在操作条件下，使甲醇脱除率达98%，该塔内的填料层高度至少应有多高？ （4）填料塔运转时间较长，其效率下降，有可能是哪方面的原因？举二例说明。 【答案】（1）在A 、B 两截面间作物料衡算得
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，原料气中含甲醇摩尔分数为0.08, 现在塔A 、B 两点分别采出气、（标准状态下）
并已知
填料层高度相当一块理论板，如果全塔性能
液两相的样进行分析得：