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一、简答题

1． 简述简单蒸馏与精馏的区别？请论述精馏操作的基本原理。

【答案】（1）简单蒸馏又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作，常以简歇的方式进行。简单蒸馏多用于混合液的 初步分离，是非稳态过程，只能得到一种产品，产品无需回流，产量小，是一次部分气化与部分冷凝。

精馏是多次简单蒸馏的组合，可以是连续稳定过程，也可以间歇过程，多次部分气化与部分冷凝。

（2）精馏的原理：精馏是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液体混合物中的组分。操 作时，将由精馏塔顶凝缩而得的液体的一部分，由塔顶回流入塔内，使与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触。可得到与重复简单蒸馏若干次相当的效果，从而提高各组分的分离程度。

2． 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。

3． 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？

【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。

二、计算题

4． 某湿物料10kg ，均匀地平摊在长为0.8m 、宽为0.6m 的平底浅盘内，并在恒定的空气条件下进行干燥，物料的初始含水量为15%，干燥4h 后含水量降为8%，已知在此条件下物料的平衡含，并假定降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量水量为1%，临界含水量为6%（皆为湿基）（干基）呈线性关系，试求：（1）将物料继续干燥至含水量为2%, 所需要总干燥时间为多少？（2）现将物料均匀地平摊在两个相同的浅盘内，并在同样空气条件下进行干燥，只需4h 便可将物料的水分降至2%，问物料的临界含水量有何变化？恒速干燥阶段的时间为多少？

【答案】（1）绝对干物料的质量为物料初始含水量（干基）为

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干燥4h

，物料的含水量（干基）为物料的平衡含水量（干基）为物料的临界含水量（干基）为物料的最终含水量（干基）为因为

故整个4h 全部是恒速干燥，干燥速率为

将物料干燥到临界含水量所需时间为

继续将物料干燥致

所需时间为

所需总时间为

（2）物料的平衡含水量只与空气的状态有关

物料在恒速阶段的干燥速率只取决于空气的状态与流速，故将物料均匀平摊在两个盘子里，干燥面积加倍，而且

设此时物料的临界含水量为

不变。

则以下诸式必同时得到满足

设故

由以上三式分别求出

的假定值正确，以上计算有效。

5． 某容器内的气体压强p=100Pa（表压），在容器两侧分别连接一个U 形管压差计和双杯式微压计。U 形管压差计采用密度为和试求:

（1）U 形管压差计的读数

为多少；

（2）考虑杯内液面变化，微压计读数为多少；

（3）若忽略杯内液面高度的变化，引起的测压相对误差为多少。

的酒精作为指示液，微压计采用

的酒精

，微压计液杯直径D=100mm, U 形管直径d=10mm。的煤油作为指示液，如图所示

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图

【答案】（1）若忽略气柱的质量，

由

可得

（2）微压计未与容器连通时

，两臂指示液位于同一水平面

，设此平面与杯内液面的垂直距离

为h 。当微压

计与容器连通后，左侧指示液界面将下降高度将下降

由

h , 右侧杯内液面高度将上升可得

解得

（3）若忽略杯内液面高度的变化，根据读数

可得

则

右侧指示液界面将上升

同时，

左侧杯内液面

由此引起的相对误差为

6 某混合液含溶质A20%，，，稀释剂80%, 拟用纯溶剂S 单级萃取要求萃余液中A 的含量为10%．

溶解度曲线如图（a ）所示。在操作范围内溶质A 的分配系数

（1）每处理100kg 原料液时，需溶剂用量多少千克？ （2）所得萃取液中A 的浓度为多少？ （3）过程的选择性系数为多少？

（4）若不改变萃取液中A 的含量，何种方法可减少萃余液A 的含量？

试求:

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