2017年四川大学化工综合之化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
2． 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。
3． 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。
4． 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。
二、计算题
5． 拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为操作条件下，气体的密度为室的生产能力为
试求：
（1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径； （2）粒径为
的颗粒的回收百分率；
（3）如欲完全回收直径为
。
，黏度为
；固体的密度为
宽和高均为2m 。
；降尘
的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板。
【答案】（1）在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为
由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数
和判断因子K 都无法计算，故需采用试差法。假设
沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即
核算沉降流型
假设正确，求得的最小粒径有效。
（2）假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内，颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。
由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故与
颗粒的沉降速度
颗粒的回收率也可用其沉降速度
之比来确定，在斯托克斯定律区则为
即回收率为33.5%。 （3）由上面计算可知，
颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即
所以
取47层。 隔板间距为
核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，
则气体的流速为
所以
即气体在降尘室的流动为滞流，设计合理。
6． 在常压逆流操作的吸收塔内用纯溶剂吸收混合气体中的溶质，入塔气体中溶质的组成为0.03（摩尔分数，下同），要求溶质的回收率达到95%, 已知操作条件下mG/L=0.8（全塔范围内可取为常数），与入塔气体成平衡的液相组成为0.031。试求：
（1）操作液气比与最小液气比之比； （2）出塔吸收液的浓度；
（3）完成上述任务所需的气相总传质单元数【答案】⑴最小液气比为
所以
（2）
出塔吸收液的浓度（3）
所以传质单元数
7． 有一板框压滤机，在一定压力下，过滤某种悬浮液，当滤渣完全充满滤框时的滤液量为：每次拆装需时间8分钟，且已知在这一操作中
（1）求该机的生产能力，以
。
，
过滤时间为1小时。随后在相同的压力下，用10%滤液量的清水（物性可视为和滤液相同）洗涤，
（滤液）/h表示。
（2）如果该机的每一个滤框厚度减半、长宽不变，而框数加倍，仍用同样滤布，洗涤水用量不变，但拆装时间增为15分钟。试问在同样操作条件下进行上述过滤，则生产能力将变为若干（滤液）/h?
（过滤基本方程：
【答案】（1）对于恒压过滤：
由题中已知条件代入为：
，）