2017年太原科技大学化学与生物工程学院化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？
【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。 （1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。
（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。
（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。
2． 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 ,
3． 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。
4． 何谓再结晶现象？
【答案】由于表面能的原因，小晶体溶解与大晶体成长会同时发生，这一现象称为再结晶现象。
二、计算题
5． 有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。原料液组成50%（摩尔％），饱和蒸汽进料，原料处理量为每小时lOOkmol ，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h
。已知精馏段操作线方程为
，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流，试求：
； （1）塔顶、塔底产品组成（用摩尔分率表示）（2）全凝器中每小时冷凝蒸汽量； （3）提馏段操作线方程；
（4）若全塔平均相对挥发度=3.0，塔顶第一块板的液相默弗里板效率第二块板的汽相组成。
【答案】（1）由精馏段操作线方程
得
，求离开塔顶
解褐解得（2）（3）q=0，则
所以提馏段操作线方程为
（4）因为
所以相平衡方程为
由相平衡方程得由解得：
6． 有一套管换热器，由
流量为5000kg/h，由60°C 冷却到30°C ，对流给热系数平均热容为
比热容为
（1）冷却水的用量； （2）所需套管长度； （3）若将换热器的内管改为
的钢管，其他条件不变，求此时所需的套管长度。
由全塔轻组分物料衡算得：
由精馏段操作线方程得：
的钢管组成。甲醇在内管中流动，
冷却水在环隙中流
导热系数为
动，其入口温度为20°C ，出口温度拟定为35°C 。忽略热损失、管壁及污垢热阻，且已知甲醇的
在定性温度下水的黏度为
试求：
【答案】（1）根据热量衡算，有
由
则冷却水的用量为
（2）根据热量衡算和传热速率方程，有
其中，K 为以传热外表面积为基准的传热系数，
为套管换热器内管外径，则
要求
必须先确定是逆流还是并流，题目没有明确说明流向，但由已知条件可知
，
只有逆流才可能出现这种情况，故可断定本题必为逆流，于是
由于管壁及污垢热阻可略去，因此以传热外表面积为基准的K 为
其中，
甲醇在内管侧的已知，
冷却水在环隙侧的求
要先求冷却水的流速
冷却水在环隙中的流速
故冷却水在环隙中的对流给热系数为
则
（3）将换热器的内管改为引起
对管内的流体甲醇
未知。求
必须先求冷却水环隙流动的
环隙当量直径
的钢管后，管内及环隙的流通截面积均发生变化，
一般将多段套管换热器串联安装，使管长为39.1m 或略长一点，以满足传热要求。
均发生变化。应设法先求出变化后的和K 值，然后再求1。