2017年河北科技大学化工原理实验之化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 什么叫全回流？全回流操作一般用在哪些场合？
【答案】精馏塔不进料也不出料，塔顶冷凝液全部回流，即全回流操作。全回流时，回流比为无穷大，达到指定分离要求的理论板数最少。开车时为不稳定过程，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至规定回流比。停车时先过渡到全回流操作再停车，科研实验中采用全回流操作测定板效率。
3． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
4． 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。
二、计算题
5． 如图所示输送管路将高位槽中液体
液面垂直距离为1m , 管内径均为d=53mm。已测得0C 段直管长为
弯头
试求管内流速为多少？
DE 段直管长为
输送到低位贮槽中，两槽
且知此管段上有一个
CD 段上有一个球心阀，在C 、D 处接一倒U 形
，现测得压差计读数R=20cm。压差计，U 形管上部为空气（与液体密度相比，空气密度可忽略）
图
【答案】在两槽液面
与
间列机械能衡算式:
式中，
将以上诸式代入式①化简得
式中λ与U 有关，故由式②求解U 时需用试差法。考虑到流体黏度U 较大，可假设流动形态
为层流，故将式③代入式②得:
检验Re :
属层流，故以上计算有效。
6． 用离心泵向水洗塔送水，在泵出口阀全开时，管路特性曲线方程为:
式中:V ——管路中的流量，
在
【答案】当
流量下，泵提供的扬程为45m ，为适应泵的特性，将泵出口阀关小以增加管路
时，代入管路特性方程
而泵提供的扬程为45m ，则因关小阀门而损失的压头为:
关小阀门口管路的特性曲线
关小阀门后A 没有变化。
所以有:
即
阻力。试求:因增加阻力而多消耗的功率，并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。
7． 采用如图所示的装置来测定为
管内水的流量为
弯头的局部阻力系数，已知道AB 段的直管总长为1m ，管径
求弯头的局部阻力系数
57mmX3.5mm ，摩擦系数A 为0.03, 水箱水位恒定。测得AB
两截面测压管的水柱高差
图
【答案】在A 、B 两截面间列能量衡算式
式中
则
解得
8． 某双组分混合物含有溶质A 为25%，拟采用单级萃取，在操作温度下所得的溶解度曲线如图1所示，，加入溶剂S 后所得萃取液中A 的含量试求:
（1）此萃取过程的溶剂比
仍为1.0, 此时的
选择性系数6及萃余液中A 的含量
为多少。
此操作范围内溶质A 的分配系数心=1.0。
（2）若降低萃取温度，所得溶解度曲线如图2所示。若要求萃余液中A 的含量与（1）相同，假定分配系数
和