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一、简答题

1． 何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下

【答案】选择性系数定义如下:

当组分B 不溶解于溶剂S 时（完全不互

，溶物系）

2． 在乙醇-水体系精馏实验中，如果增加塔的塔板数，在相同的操作条件下，是否可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇？为什么？

【答案】不可以得到99.5%（摩尔分数）的乙醇，因为：

（1）精馏实验中，在相同的操作条件下，如果增加塔的塔板数，塔顶的浓度会增大； （2）由于乙醇水体系存在恒沸物，随着塔板数的增加，塔顶的浓度会趋近恒沸组成89.4%（摩尔分数）。

3． 请简述萃取操作的基本原理。如图所示，说明萃取相图中各点、区、线的含义。

A 、B 、S 、P 点；①、②区；

线

【答案】萃取是指利用化合物在两种互不相溶（或微溶）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。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。

A 溶质, B 稀释剂，S 溶剂，P 辅助曲线与溶解度曲线的交点 ①均相区，②两相区

联结线，P-Q 辅助曲线。

4． 简述:萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？

【答案】萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。

二、计算题

5． 平壁炉的炉壁是用内层为120mm 厚的某种耐火材料和外层为230mm 厚的某种建筑材料砌成的。两种材料的导热系数均为未知。已测得炉内壁温度为800°C ，外侧壁面温度为113°C 。后来在建筑材料外又包扎一层厚度为50mm 、导热系数为

的石棉以减少热损失。包扎后

炉内壁温度为800°C ，耐火材料与建筑材料交界面的温度为686°C ，建筑材料与石棉交界面的温度为405°C ，石棉外侧温度为77°C 。试求：（1）包扎石棉后热损失比原来减少的百分数；（2）原来两种材料的导热系数。计算时忽略温度改变对材料导热系数的影响。

【答案】令Q/A为包扎石棉前热损失，、系数。

（1）包扎石棉后热损失比原来减少的百分数 包扎石棉前热损失

包扎石棉后热损失

包扎石棉后热损失比原来减少的百分数

为包扎石棉后的热损失。

为炉内壁温度，

为包扎石棉前炉外壁温度为包扎石棉后炉外壁温度；

分别为耐火材料与建筑材料的导热

（2）耐火材料及建筑材料的导热系数令石棉外壁面温度为

，则

又因

则

同理

对多层平壁的导热，解题的关键是准确地找出传热推动力与热阻的对应关系。在热阻不变的条件下，推动力减小即表示传质速率下降。从包扎石棉前后两种材料表面温度变化便可求得热损失减少的百分数。两种材料的导热系数则由包扎石棉后的热通量来计算。

6． 某槽内盛有液体8000kg ，液体比热容为槽内装有加热蒸汽盘管，管内通130°C

槽外表面

的饱和水蒸气，槽内液体温度均匀，当该槽无热损失时，测得将液体从20°C 加热到80°C 需lh ，实际工作环境下，外界大气温度为20°C ，槽外壁对大气的给热系数积为

高温度；（2）实际情况下将液体从20°C 加热到80°C 需多少时间？

【答案】设某瞬间槽内液体温度为t , 取微元时间dr 做热量衡算，可得

实际工作环境下，

实际工作环境下，槽内液体达到最高温度时

7． 氨体积含量8%的空气-氨混合物通过填料塔用清水吸收其中的氨，操作温度为20°C ，压力为101.3kPa ，平衡关系可用y=0.9x表示。当混合气的流速为有何变化？

； （1）液体流量减半（其余不变）

（2）气体处理量加倍（其余不变）。假设气相传质分系数【答案】原工况时：

（1）由于吸收过程为气膜控制，故L 减半，但G 不变，则

不变，

不变，从而

不变。

且吸收过程为气膜控制。

水的流速为

时，氨的吸收率可达99.5%。问在如下新工况下，氨的吸收率为多少？推动力

槽壁热阻及垢层热阻均可忽略，试求：（1）实际工作环境下，槽内液体可能达到的最