2017年湖南大学化学化工学院F1104化学综合二之化工原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 简述如何通过实验测定过滤常数。
【答案】（1）安装过滤设备，配料，在恒压测定不同时刻的滤液量V ; （2）利用（3）用
将数据整理得到
关系表；
； 数据作图（或数据拟合）
（4）将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数
2． 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，可使回收率发生“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）；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。
3． 什么叫精馏操作？举例说明精馏过程在化工生产中的应用。
【答案】精馏操作是指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, 使得混合物得到不断分离的过程。
应用：产品的分离提纯。
4． 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离
也有确定的最高极限值；（3）增加回流比意
，能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）
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。
二、计算题
5． 在传热面积为比热容为
的换热器中用冷却水冷却某有机溶液。已知有机溶液的流量为3800kg/h，
；冷却水的流量为5000kg/h，其进口温度为20°C ，
；
有机溶液与冷却水之间呈逆流流动。两流体的对流给热系数均为
，试求：
（1）两流体的出口温度；
（2）欲通过提高冷却水流量的方法使有机溶液的出口温度降为36°C ，冷却水流量应达到多
进口温度为80°C ，比热容为
少。（设冷却水对流给热系数与其流量的0.8次方成正比）
【答案】（1）换热器的传热系数近似用下式计算：
根据热平衡方程，确
代入上式，可得
，
可得联立求解式（1）和式（2）数：
此时
将已知数据代入上式，
得
热平衡方程
，可得联立求解式（3）和式（4）所以，此时冷却水流量
（2）新工况下换热器的传热系可得
6． 在常压并流操作的干燥器中，用热空气将某物料由初含水量1.2kg 水/kg绝干料干燥到终含水量0.1kg 水/ kg绝干料。空气进11温度为140°0、湿度为0.01 kg水/ kg绝干气，
空气出口温度为
。干燥器中空气经历等焓干燥过程。根据实验，表面汽化阶段的干燥速率可用下式表示：
升温段的干燥速率可用下式表示
试计算完成上述任务所需的干燥时间。
【答案】空气与物料在干燥器的变化情况如图所示。
空气在干燥器经历等焓过程，所以解得
干气，
沿等焓线查I-H 图得
对干燥器作物料衡算，有
自干燥器入口至分界点处作物料衡算，有
，有
将式（4）代入式（5）
联立求解式（3）、式（6）得
因间分别为
则有
所以干燥过程经历表面汽化与升温两个阶段。设该两段所用的干燥时
根据干燥速率表达式有
物料含水量相应
为
据
即
设表面汽化阶段与升温段的交点处的空气湿度
为
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