2017年安徽大学F39化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？
【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：
（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大； （2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。
2． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。
3． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？
【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。 （1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。
（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。
（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。
4． 吸收的基本依据是什么？吸收的主要操作费用花在哪里？
【答案】吸收的基本依据是：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异。吸收的主要操作费用为：
（1）气、液两相流经吸收设备的能耗； （2）溶剂损失；
（3）溶剂再生费（解吸操作费）。
二、计算题
5． 某填料塔用清水逆流吸收氨，混合气体流量为平衡关系为
气相体积总传质系数
含氨6%（体积分数），当液气比为
最小液气比的1.3倍时，吸收率可达98%。已知塔径为1.4m , 操作压强为101.3kPa ，温度为20°C ，
试求:（1）出塔液相浓度； （2）所需填料层高度；
（3）若将吸收剂改为含氨0.15%（摩尔分数）的水溶液，而气体流量、进出口组成、液体出塔组成和
均不变，填料层高度应怎样变化？
所以
所以
即增加填料层高度4.1m 。
6． 槽内盛有20吨重油，拟用图所示装置在4h 内将其从20%加热至80°C , 加热介质为120°C 的饱和水蒸气，在加热过程中，传热系数的平均值为
，重油的比热容为
才能满足要求？（槽内重油因搅拌而温度均一，忽略热损失）
，
泵的输送量为
。试求换热器应具有多大的换热面积
【答案】⑴
图
，【答案】设m 为槽内油的质量（kg ）
据题意，由热平衡方程和总传热速率方程得
，T 为饱和蒸汽的温度，根为泵的输油能力（kg/h）
化简得
由瞬间热平衡方程得
将式①代入上式得
变量置换
将已知数据代入，积分得
解得
7． 外径为100mm 的蒸汽管，外面包有一层50mm 厚的绝缘材料A ’再包一层25mm 厚的绝缘材料B
，
，其外
。若绝缘层A 的内表面及绝缘层B 的
所以
分离变量得
外表面温度各为170°C 及38°C ，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A 、B 两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。
【答案】以下标1表示绝缘层A 的内表面，2表示绝缘层A 与B 的交界面，3表示绝缘层B 的外表面。
（1）每米管长的热损失