2018年陕西科技大学轻工与能源学院802化工原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 对于给定的连续精馈塔，当进料和产品取出率不变时，增加回流比意味着流体在塔内的循环量_____，产品的浓度_____。
【答案】增加 增高
【解析】当回流比增大时，塔板数也随之增大，流体在塔内的循环次数增加，因而产品更纯。
2． 对不饱和湿空气加热升温，则其湿球温度将_____，相对湿度将_____，露点温度将_____，空气的湿度将_____。
【答案】升高；下降；不变；不变
3． 当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产能力与转速的_____次方成正比。
【答案】0.5
4． 间歇过滤机的生产能力可写为
_____, 此处V 为_____，表示一个操作循环所需的
洗涤时间 辅助时间 等于一个操作循环中_____、_____和_____三项之和。 【答案】一个操作循环中得到的滤液体积；总时间；过滤时间 5． 吸收操作能够进行的条件是_____【答案】大于；小于 脱吸操作能够进行的条件是_____
【解析】当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即发生吸收 过程；当气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由液相向气相转移，即发生脱吸（解吸）。
6． 多级萃取的优点是_____，缺点是_____。
【答案】可以将混合物分离的更彻底；溶剂用量大、流程复杂、投资高
7． 在设计或研制新型气液传质设备时，要求设备具有_____、_____、_____。
【答案】传质效率高；生产能力大；操作弹性宽；塔板压降小；结构简单（以上答案中任选三个）
8． 恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液黏度_____，过滤速率_____。
【答案】増加；减小
二、简答题
9． 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。
10．在连续干燥器前用预热器加热空气，被加热空气所获得的热量Q 按其去向可分为哪四项？干燥器热效率定义为哪些项之比？
【答案】被加热空气获得的热量按其去向可分为以下四项:
汽化水分消耗的热量；
随废气放空。 干燥热效率定义为
11．何谓多效蒸发？试举例说明。
【答案】多效蒸发是一种提高生蒸汽利用率的蒸发方式，它是将第一效蒸发器产生的二次蒸汽入第二效蒸发器作为加热蒸汽，再将第二效的二次蒸汽引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝。如NaOH 溶液的蒸发采用并、逆流相结合的2-3效蒸发工艺。
12．简述和比较萃取、吸收、精馏各自的原理，用途和特点。
【答案】（1）萃取:萃取是利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过多次反复萃取，将绝大部分的化合物提取出来的方法。
多用于提纯和分离。
（2）吸收:利用混合气体中分组分在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作成为吸收。
主要用途有：①制取产品；②分离混合气体；③气体净化等。
（3）精馏: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，使混合物得到不断分离的过程成为精馏。
特点是传热、传质过程同时进行。
（4）比较：①吸收和萃取一般不需要外部能量，精馏需要加热和冷凝；
②吸收和萃取都引入第三种物质，普通精馏不引入第三种物质，有些特殊精馏引入第三种物质；
③吸收一般为气液，气固，液固相间的操作，萃取多为液液相间的操作。
13．说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。
【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高 加热产品消耗的热量；补偿设备热损失消耗的热量；
但极限值是如果
则极限值是1；（2）的提高受到塔板数即精馏塔分离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
，也有确定的最高极限值；（3）增加回流比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。
14．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。
15．蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？
【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。
16．为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
17．简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。
【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。
精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。
（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。
18．简述如何通过实验测定过滤常数。
【答案】（1）安装过滤设备，配料，在恒压测定不同时刻的滤液量V ;
（2）利用（3）用
将数据整理得到关系表； 数据作图（或数据拟合）； （4）将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数
三、计算题