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2018年华北电力大学(北京)能源动力与机械工程学院826化工原理考研仿真模拟五套题

  摘要

一、填空题

1. 在一卧式列管换热器中,利用水蒸气冷凝加热某种液体,应安排水蒸气走_____程,换热器顶部设置排气阀是为了_____。

【答案】壳;防止发生堵塞

【解析】水蒸气宜走壳程,以便于及时排除冷凝液,且蒸汽较清洁,它对清洗无要求。

2. 密度为、黏度为的水在直径为50mm 的圆管内流动,平均流速为1m/s,则管内水的流型为_____,管中心流速为_____。

【答案】揣流;

3. 一个液膜控制的吸收过程,为加大吸收速率,应采取_____、_____等措施。

【答案】增大操作压力;降低温度等措施

4. 导热的机理是_____,符合定律_____,表达式为_____;

对流换热的机理是_____,符合定律_____,表达式为_____;

辐射换热的机理是_____,符合定律_____,表达式为_____。

【答案】

导热的机理是物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递。导热符合傅里叶定律,表达式为

对流换热的机理是流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程。对流换热符合牛顿冷却定律,表达式为

定律,表达式为 辐射换热的机理是因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。辐射换热符合:斯蒂芬-玻尔兹曼

【解析】根据传热机理的不同,热传递可分为热传导、热对流、热辐射3种基本方式,传热时可依靠其中的一种或几种方式同时进行。

5. 采用多效蒸发流程所得到的蒸汽经济性的提高是以_____为代价的。

【答案】降低生产能力

6. 由干燥速率曲线可知,恒速干燥段除去的水分是_____,降速干燥段除去的水分是_____。

【答案】非结合水;结合水

7. 如果逆流气体吸收塔的填料层高度可无限增加,则当吸收因子A>1时,在塔_____端_____相组成趋向极限,组成是_____; 当A<1时,则塔_____端_____相组成趋向极限,组成是_____。

【答案】稀;气;

浓;液;

二、简答题

8. 欲提高填料吸收塔的回收率,应从哪些方面着手?

【答案】(1)降低操作温度或增大压力,可使吸收速率提高,使回收率提高;(2)在保证不发生“液泛”的前提下,适当増大气速;(3)适当增大吸收剂的用量(增大喷淋密度),可使回收率提高(但会导致操作费增大,溶液浓度x 下降);(4)喷淋液体应均匀,并保证填料被充分润湿;(5)可适当增加填料层高度。

9. 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。

【答案】原因是:(1)精馏塔塔顶浓度

但极限值是如果

则的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1;(2)的提高受到塔板数即精馏塔分

也有确定的最高极限值;(3)增加回流离能力的限制,即便回流比是无穷大(即全回流)

比意味着増加蒸发量和冷凝量,这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。

10.什么是理论板?用图解法求理论板层数时,为什么一个梯级代表一层理论板?

【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次,表示气、液两相达到一次平衡,因此代表一层理论板。

三、计算题

11.通过连续操作单效蒸发器,将进料量为1200kg/h的溶液从20%浓缩至40%,进料液的温度为40°C ,比热容为

蒸发器的传热面积_蒸发室的压强为0.03MPa (绝压),该压强下水的蒸发潜热总传热系数,试求:

(1)溶液的沸点为73.9°C 时的温度差损失;

(2)加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出,并忽略损失和浓缩热时,所需要的加热蒸汽温度。

已知数据如下:

压强/MPa 0.101 0.05 0.03

溶液沸点/°C 108 87.2

纯水沸点/°C 100 80.9 68.7

【答案】(1)根据所给数据,杜林曲线的斜率为

溶液的沸点为

解得

沸点升高量为

(2)蒸发水量

蒸发器的热负荷

由知,所需加热蒸汽温度T 为

12.某敞口高位槽送水的管路如图所示,所有管径均为50mm ,管长

力当量长度),

使得CE 、CD 两管路中的流量相等。假设总管路及支路中的阻力系数均为

1000kg/m3。试写出在支路分叉C 处管道内的压力的计算过程及计算公式。

(包括所有局部阻水的密度为(阀b 全开时,包括所有局部阻力当量长度)。阀b 全开,调节阀a ,

【答案】对于相同管径流速相同时,两分支管路流量相同而对于总管路与分支间关系如下:

分别对水槽液面和分支点及分支点和E 出列柏努利方程如下: