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2017年齐齐哈尔大学化学与化学工程学院814化工原理考研仿真模拟题

  摘要

一、填空题

1. 一列管换热器,用饱和蒸汽加热某种易结垢的悬浮液,此换热器在流程安排上应使悬浮液走管程还是壳程?_____。若蒸气中含不凝性气体,则冷凝热阻由决定_____。

【答案】管程;气膜热阻

【解析】由于壳程不易检修和清洗,因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。易结垢的悬浮液走管内,管内清洗较为方便。当两种流体的对流传热系数相差很大时,此传热过程的热阻主要在气体一侧。

2. 在列管换热器的流体流径选择中,易产生污垢的流体通常走_____,高压高温流体走_____。

【答案】管内;管内

【解析】易结垢流体走管内,因为管内较易清洗;高压流体走管内,以免壳体受压,可减少壳层金属消耗量。

3. 在常压下用精馏塔分离某二元理想混合液,泡点进料,进料中易挥发组分的组成为0.4(摩尔分数,下同),塔顶产品组成为0.95,体系的相对挥发度为2.47,则最小回流比

【答案】1.48

4. 含尘气体在降尘室内除尘(尘粒均为球形,且沉降在stokes 区),理论上能使流量为V 的气体中颗粒直径

【答案】2.04

5. 离心泵通常采用_____调节流量,而往复泵通常采用_____调节流量。

【答案】出口阀门;旁路

6. 列管换热器设计时,流体流动通道选择原则有:有腐蚀性和易结垢的流体宜走_____程;粘度大或流量较小的流体宜走_____程;当两流体温差较大时,给热系数大的宜走_____程。

【答案】管程;壳程;壳程

【解析】换热器设计时,不洁净和易结垢的流体宜走管程,因为管内清洗比较方便;黏度大的液体或流量较小的流体宜走壳程,因流体在壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低的Re 值下即可达到湍流,以提高对流传热系数。

的颗粒100%除去,现要求将同样气量中的

的颗粒100%除

_____。

去,则降尘室的底面积应为原来的_____倍。

7. 单效蒸发器将F=2000kg/h

,(质量分数)的原料液浓缩到35%(质量分数),料

蒸发室压强下水的饱

液沸点进料,忽略热损失。蒸发器的传热面积.

和汽化潜热r=2330kJ/kg,则蒸发水量为_____kg/h,有效温差为_____°C 。

【答案】1428.6;46.2

8. 在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加1倍,则沉降时间_____,气流速度_____,生产能力_____。

【答案】增加1倍;减少一半;不变

9. 保持搅拌雷诺数不变,由此准则搅拌器放大应满足:_____。

【答案】

时,平衡含绝干料。

10.已知在常压、25°C 下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度水量

绝干料;相对湿度

时,平衡含水

,现将湿基含水量为20%的该物料与25°C 、

【答案】0.241; 0.225

11.某二元混合物,进料量为100kmol/h,进料组成组成

【答案】63.2

12.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

,的空气接触则该物料的自由含水量为_____kg

水/kg绝干料,非结合水分量为_____kg水/kg绝干料。

不小于0.95的产品,则塔顶馏出液的最大流量为_____kmol/h。

二、计算题

13.某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量取系统的平均相对挥发度

(1)求塔顶、底的产品量; (2)求出精馏段操作线方程;

(3)若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论板,求离开第二块板(由塔顶往下数)的蒸汽和液体组成。

【答案】(1)根据全塔物料守恒有:

进料中苯的摩尔分率为0.5, 塔

顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10, 采用回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下可

其中代入解得:

(2)泡点进料:q=l 所以平衡线方程:所以

所以精馏段操作线方程:(3)塔顶为全凝器,所以代入平衡线方程解得:代入精馏段操作线方程:代入平衡线:

14.用离心泵将敞口水池中的水送往一敞口高位槽,高位槽液面高出水池液面5m ,管径为50mm 。当泵出口管路中阀门全开为

)。

试求:(1)阀门全

开时泵的有效功率;(2)当阀门关小区,则泵的流量为多少?

【答案】(1)忽略出口管压力表接口与入口管真空表接口垂直高度差,自真空表接口管截面至压力表接口管截面列机械能衡算式,并且忽略此间入口管与出口管管段的流体阻力损失。

代入泵的特性曲线方程式,求取

管内流速

有效功率

(2)阀门全开时,列出管路特性曲线方程式

时,泵入口管中真空表读数为

(式中

泵出口管中压力表读数的单位为m ; 9¥

的单位为

已知该泵的特性曲线方程

时,其他条件不变,流动状态均处在阻力平方