2018年郑州大学联合培养单位河南城建学院992化工原理(二)[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？
【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度
可接近冷流体进口温度
对相同热负荷而言，对相同热负荷而
需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
2． 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。
3． 评价板式塔塔板性能的标准有哪些？
【答案】通过能力大、塔板效率高、塔板压降低、操作弹性大、结构简单、制造成本低。
二、计算题
4． 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
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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。
整理得
解得又因为：
即饱和蒸汽流量变为原来的1.36倍。
5． 在如图管路系统中，用离心泵将径均为
的油品
由容器A 送往罐B , 全部管线的直
今测得泵前后压力表读数分别为81kPa 及486kPa （两压力表之间的垂直距离
孔流系数
孔内径为25mm 。在操作过程
很小，可忽略）。容器A 液面上方表压为64.8kPa , 罐B 则与大气相通，孔板处U 管压差计的读数R 为200mm （指示剂为汞
，试求:
（1）管路中流体的流量
（2）自A 至B 全部管线的总当量长度（包括局部阻力的当量长度）。
中，A 、B 液面及其上方的压强均保持不变，油品在管内的流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。
图
【知:
（1）孔板流量计孔处流速:将数据代入得:
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答案】
已
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管路中流量
代入数据
A 、B 之间机械能衡算
代入数据解得:
6． 现有两台单壳程单管程的传热面积均为. 根温度
的列管式空气加热器
，每台加热器均由64
钢管组成，壳程为170°
C 的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg），空气入口，流量为2.5kg/s，以揣流方式通过管内。（该传热过程的控制热阻在空气侧）。
（1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为：
，求空气的出口温度
及水蒸气的总冷凝量为多少？
及水蒸气的总冷凝量为多少？
。忽略热损失。
.
（
2）若两台换热器串联使用，问此时空气的出口温度
假设空气的物性不随温度及压力而变化，视为常数
，【答案】（1
）由题意，两台换热器并联使用时，可得：传热过程的控制热阻在空气侧，
则有由
，列式得：
代数计算得到，
由
得，
（2）由题意，两台换热器串联联使用时，可得：
；
（2）在
1、2之间列机械能恒算式有
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