2017年沈阳化工大学化学工程学院801化工原理(1)(含实验)考研题库
● 摘要
一、简答题
1． 溶质渗透理论中的
含义是什么？已知D ,
如何表达？
【答案】溶质渗透理论中是溶质渗透时间，即每隔时间，液体发生一次完全的混合。己知D ,
2． 过滤常数K 与哪些因素有关？
【答案】滤饼性质
滤浆性质
推动力
温度等。
3． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。
【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒；完全干燥时，达到平衡含水量，泥定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）坯的温度达到热空气流的温度80°C。
4． 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。
5． 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。
6． 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？
【答案】可采取改变气固接触方式，减小物料尺寸，提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。
二、计算题
7． 在
的圆形加热管内，原油以0.6m/s的流率流过，原油被加热前的平均温度为
黏度为
导热系数
40°C ，此时原油密度为800kg/m3，定压比热容为为
温度下的黏度为
【答案】
流动类型为层流。
且
故层流时对流给热系数可写为（无自然对流）
但由于Gr>25000, 故自然对流不可忽略，需作校正。 校正系数
故
8． 用一回转真空过滤机过滤某水悬浮液，操作真空度为80kPa ，生产能力为滤面积为
（滤液）/h，过
，
体积膨胀系数为
已知管长为6m ，管内壁温度为150°C ，原油在此
试计算原油在管内的对流给热系数。
，转鼓沉浸角为120°，转数为0.6转/分，现拟用一板框过滤机代替上述回转真空过
滤机，已知滤框长与宽均为1000mm ，过滤压力为196kPa （表压），要求获得的滤液量为过滤时间0.5小时，设滤饼不可压缩，过滤介质阻力忽略不计。试求：
（1）需要滤框和滤板各多少；
（2）板框过滤机过滤终了后在压力仍为196kPa （表压）下用相当于滤液量1/5的水洗涤，洗涤时间为多少小时？若卸渣、重装等辅助时间为0.2小时，则生产能量为多少
（滤液）/h?（回
转真空过滤机生产能力）
【答案】（1）已知真空过滤机生产能力为：
代入数值为：
若滤饼不可压缩则过滤常数正比于压力差，贝
此题中，对于板框过滤机：
代入数值为：
则滤框个数为：
则滤板的个数为：13+1=14个 （2）洗涤时间为：
9． 绝对压强为143kPa 的饱和水蒸气通入蛇管加热器，某有机液体在蛇管外沸腾，已知每平方米加热面的蒸发量为0.1kg/s，冷凝给热系数
汽化潜热为800kJ/kg，试求：
（1）沸腾表面的温度为多少；
（2）欲将蒸发量增加1倍，加热蒸汽的压强应为多少。 【答案】（1）143kPa 的饱和水蒸气的温度体和加热面，当压强一定时，沸腾给热系数可表示为
在定态条件下
管外侧污垢热阻
蒸汽侧的污垢热阻和管壁热阻可忽略不计。有机液体的沸点
设沸腾表面的壁温为则对于特定液
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