2018年大连工业大学机械工程与自动化学院804化工原理考研仿真模拟五套题
● 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． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。
【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。 三传的类比: （1）传递本质类比
①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。 ②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。
③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。 （2）基础定律数学模型类比 ①动量传递的牛顿粘性定律。 ②热量传递的傅立叶定律。 ③质量传递的费克扩散定律。 （3）物性系数类比 ①粘度系数。 ②导热系数。 ③分子扩散系数。
3． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下
【答案】选择性系数定义如下:溶物系），
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
二、计算题
4． 在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。已知：吸收剂用量为最小用量的1.5倍，气相总传质单元高度收率为90%。
试求：（1）所需填料层高度。
（2）在填料塔内，若将混合气的流率増加10%, 而液量及气液相进口浓度不变，试计算A 组分的回收率。已知：
已知，因此只用计算
（用吸收因数法）
（2）是典型的对比运算型题目。新旧工况虽然气量或液量变化，但是填料层高度H 仍相同，因此
由题意原工况
气量变化引起
成立。
变化，故
所以
所以
所以
5． 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，
操作条件下的平衡关系为y=mx，要求A 组分的回
【答案】（1）是常规型计算
新工况
这说明气量的增加，会引起回收率下降。
【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：
由
得，
由
得，
6． 密度为
彳某种悬浮液，于53kPa 的真空度下做实验，
测得过滤常数每过滤
滤液得到的滤饼中含固体594kg 。固体密度为
液相
为水。现用一直径为1.8m 、长为0.9m 的转筒真空压滤机进行生产，转筒内真空度与试验时的真空度相同，转筒转速为lr/min，浸没角为135°。如过滤介质阻力不计，滤饼不可压缩。求：（1）压滤机生产能力；（2）转筒表面的滤饼厚度；（3）若转速减为0.5r/min，其他操作情况不变，则（1）与（2）的结果有何变化？（4）若真空度变为80kPa ，其他操作情况不变，则（1）与（2）的结果有何变化？
【答案】（1）求生产能力Q 。 转鼓的浸没分率则