2017年四川理工学院材料与化学工程学院804化工原理考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。
【答案】（1）当（2）当（3）当
时，为层流区；
时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。
2． 简述在化工生产中对液体进行搅拌的目的。
【答案】（1）加快互溶液体的混合；（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；（4）使固体颗粒在液体中悬浮；（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
3． 简述干燥中的临界含水量受哪些因素影响。
【答案】固体物料在恒速干燥阶段终了时的含水量称为临界含水量，临界含水量不但与物料本身的结构、分散程度有关，也受干燥介质（流速、温度、湿度）的影响。物料分散越细，临界含水量越低。等速干燥阶段的干燥速率越大，临界含水量越高。
4． 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。
5． 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.4的某溶液（其粘度与水相近），若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口压力表的读数和轴功率有何变化？
【答案】泵的流量、扬程均不变、出口压力表的读数増大、轴功率增大。
6． 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）。
7． 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:
当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互
，溶物系）
8． 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。
9． 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）精馏塔塔顶浓度但极限值是
如果
则
的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）
的提高受到塔板数即精馏塔分离
也有确定的最高极限值；（3）增加回流比意
，能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
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。
10．化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？
【答案】测流量用转子流量计、测压强用U 型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
11．简述综合评价板式塔塔板性能优劣的主要标准。
【答案】主要标准有：生产能力；塔板效率；塔板压强降；操作弹性。
12．什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。
二、计算题
13，．某逆流操作的吸收塔用纯溶剂等温吸收某混合气体中的A 组分。混合气的处理量为60km/h，进塔混合气中A 组分的含量为0.05（摩尔分率），回收率为80%，相平衡关系为y=2x。填料塔的塔径为0.8米，气相体积总传质系数为最小液气比的1.25倍，试求：
（1）填料塔的有效高度H 为多少？
（2）若采用20%的吸收剂再循环，新鲜吸收剂的用量和其它入塔条件不变，则回收率为多少？ 【答案】（1）传质单元高度
最小液气比为
所以
该过程为气相阻力控制。设计液气比为
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