2018年陕西科技大学资源与环境学院802化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？
【答案】可采取改变气固接触方式，减小物料尺寸，提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。
2． 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般最适宜回流比为最小回流比的多少倍？
【答案】全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程，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比至规定回流比。最小回流比是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择最适宜回流比的依据；一般最适宜回流比是最小回流比的1.2〜2倍。
3． 何谓蒸发设备的生产强度？
【答案】蒸发设备的生产强度是指单位时间内在单位传热面积上蒸发的水量，是衡量蒸发器性能的一个重要指标。
二、计算题
4． 用单壳程单管程列管换热器将流量为32500kg/h某溶液由55°C 预热到85°C ，加热饱和蒸汽温度为130°C ，已知操作条件下该溶液的物性为
：
加热蒸汽的汽化潜热
r=2192kJ/kg。其蒸气走壳程，溶液走管程。管程污垢热阻系数
根，管壁热导率
壳程污垢热阻忽略不计。换热管规格为
壳程蒸气表面传热
管子根数为70
试求：（1）消耗蒸气量为多少？（2）管内表面传热系数是多
少？（3）以管子外表面为基准的换热器的总传热系数；（4）换热器单程管的长度；（5）因技术改造提压操作，欲将该溶液由55°C 升至95°C ，若仍采用以上换热器，为保证完成任务，加热蒸汽温度至少应提高到多少？
【答案】⑴
5． 拟用一精馏塔分离某二元混合物A 、B ，该塔塔顶设一分凝器和一全凝器，分凝器中的液相作为塔顶回流，其气相作为产品在全凝器中冷凝，已知进料处于泡点状态，进料量为200kmol/h，其中轻组分A 的浓度为0.5（摩尔分数，下同），A 、B 间相对挥发度为2.5，操作回流比为2.0，现要求塔顶产品中A 组分浓度为95%，塔底产品中B 组分浓度为94%，试求：
（1）分凝器的热负荷为多少（kW ）? （2）再沸器的热负荷为多少（kW ）?
（3）塔顶第一块理论塔板的气相组成是什么？
（4）若将塔板数不断增多，降低回流比且保持产品的组成和流率不变，则理论上再沸器的热负荷可降至多少？
（塔顶蒸气的冷凝潜热为21700kJ/kmol；塔釜液体的汽化潜热为21800kJ/kmol）
【答案】（1）依题意知，求分凝器热负荷，实质是求分凝器中的蒸气冷凝量为此需要求出塔顶产品量，进而求出分凝器中的冷凝量。
依全塔物料衡算方程得：
有
解得：
按塔顶回流比R=2，可得分凝器中的冷凝量为
分凝器的热负荷为
（2）同样求再沸器的热负荷，实质是求再沸器中的汽化量。 由于是泡点进料，故提馏段蒸气量与精馏段相同，
即
再沸器的热负荷
（3）求塔顶第一块理论板气相组成，即求
然后再利用操作线方程，即可求得
（4）若使
则回流比R 趋近于最小回流比
因为进料热状态参数q=l，所以q 线与平衡线的交点横坐标为_利用相平衡方程可求得q 线与平衡线交点的纵坐标
所以有
解得
6． 在一连续常压精馏塔中分离某溶液，塔顶采用全凝器，塔底有再沸器；要求分率，下同），液在本题条件下的相
对挥发度为2; 假定恒摩尔流假定成立。试求: （1）精馏段操作线方程；
（2）若塔底产品量W=100kmol/h，求进料量F 和塔顶产品量D ; （3）提馏段操作线方程； （4）离开第二理论板的液相组成【答案】（1）q 线方程为:
由a=2得相平衡方程为:
依题意，分凝器中气相组成应等于塔顶产品组成，即于是可利用相平衡关系求得进入第一块理论板的液相组成
则提馏段上升的蒸气量为
（摩尔
已知此塔进料q 线方程为y=6x-l，采用回流比为最小回流比的2倍，溶
。