2017年北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室819化工原理概论之化工原理考研题库
● 摘要
一、填空题
1． 三层圆筒壁在热传导过程中，已知导热系数
【答案】减少；降低
2． 以下膜分离过程的传递机理分别为，微滤:_____，反渗透:_____，膜蒸馏:_____。
【答案】筛分模型；溶解-扩散模型；以温差引起的水蒸气压差为传质推动力的膜分离过程
【解析】膜分离过程的主要传递机理有：①溶解-扩散模型；②孔模型；③筛分模型；④优先吸附-毛细管流 动模型。溶解-扩散模型适用于渗透蒸发、气体膜分离和反渗透等；筛分模型适用于超滤、微滤等；优先吸附-毛细管流动模型适用于反渗透脱盐、渗透蒸发脱水和气体分离脱水蒸气等。
3． 当离心泵叶轮入口处压强等于或小于被输送液体在工作温度下的饱和蒸气压时，液体将部分汽化，致使离心泵不能正常操作，此种现象称为_____现象。
【答案】汽蚀
4． 流体在管内作层流流动，如流量不变，若仅增大管径，则摩擦系数变，直管阻力变_____。
【答案】大；小
【解析】若流量不变，管径增大，则雷诺数变小，在层流时
变大。直管阻力厚度若其他条件不变，将第二层与第三层的材质互换，则导热量将_____，第二层与第三层的界面温度将_____。
因为流速的变化较管径大得多，管径增大，流速变小，所以变小。
5． 某二元混合物，进料量为100kmol/h，进料组成
组成
【答案】63.2
6． 写出三种非循环型蒸发器的名称：①_____②_____③_____，写出五种循环型蒸发器的名称：①_____②_____③_____④_____⑤_____。
【答案】升膜蒸发器；降膜蒸发器；刮板蒸发器；中央循环管式蒸发器；悬筐式蒸发器；外热式蒸发器；列文式蒸发器；强制循环蒸发器
（摩尔分数，下同），要求塔顶得到不小于0.95的产品，则塔顶馏出液的最大流量为_____kmol/h。
7． 已分析测得连续精馏塔中某四股物料的浓度组成分别为0.62，0.70，0.75，0.82，
试找出
（塔板序列自下往上）的对应值，
_____。
【答案】0.82；0.75；0.7；0.62
8． 金属的导热系数大都随其纯度的增加而_____，随其温度升高而_____。
【答案】増加；减少
9． 将含晶体的悬浮液送往料槽宜选用泵；该泵在运行过程中发现有气缚现象，应该采取的_____，_____，_____
，措施是:_____。（写出一种措施）
【答案】离心泵，停泵，关闭出口阀向泵内充满液体。
【解析】离心泵适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体，所以将晶体10%的悬浮液送往料槽宜选用离心泵。气缚现象是由于离心泵启动前泵内存有空气，由于空气的密度很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内。因此当发生气缚现象时，要停泵然后关闭出口阀再向泵内充满液体。
10．颗粒的自由沉降是指_____。
【答案】颗粒间不发生碰撞、接触等相互影响下的沉降作用
11．沸腾传热可分为_____、_____和_____三个区域，而在工业生产中应维持在_____区内操作。
【答案】自然对流；膜状对流；核状对流；核状对流
12．产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的_____下，输送_____时的性能曲线。
【答案】转速；
的清水
二、简答题
13．搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？
【答案】搅拌器的两个功能:（1）总体流动；（2）强剪切或高度揣动。改善搅拌效果的工程
措施:（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。
14．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。
15．在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。
【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。
脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。
16．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。
17．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。
18．离心泵启动或关闭时，为什么要先关闭出口阀门？
【答案】关闭泵的出口阀门启动离心泵是为了减小启动电流，以保护电机。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流，对泵造成损害。
三、计算题
19．在直径为1.2m 的填料吸收塔中，拟装填3m 高DN25塑料阶梯环填料，
该填料的比表面积为
在该填料吸收塔中用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。已知入塔混合气体的流量
为40km 〇l/h, 溶质的含量为0.06（摩尔分数）；溶质的吸收率为95%; 操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X（X , Y 均为摩尔比）；溶剂用量为最小用量的1.5倍；
气相总吸收系数为
。试通过计算判断拟装填的填料高度能否达到分离要求。（注：填料的有效比表
面积可近似取为填料比表面积的90%） 【答案】