2018年北京工业大学环境与能源工程学院878化工原理考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 全回流与最小回流比的意义是什么？各有什么用处？一般最适宜回流比为最小回流比的多少倍？
【答案】全回流时，达到指定分离要求的理论板数最少。全回流主要用在精馏装置开停工和实验室研究等场合。开工时为不稳定过程，为了尽快达到分离要求，采用全回流操作，然后再慢慢减小回流比至规定回流比。最小回流比是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷，是选择最适宜回流比的依据；一般最适宜回流比是最小回流比的1.2〜2倍。
2． 简述填料塔等板高度HETP 的概念。
【答案】HETP 表示分离能力和一块理论板相当的填料层高度。
3． 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）。
二、计算题
4． 用一小型压滤机常温下以一定的操作压力对某悬浮液进行过滤实验，测得物料特性常数k
为
现采用一台直径为lm 、长度为1.5m 的转筒真空过滤机进行常温生产，转筒
每2min 转一周，浸没度为0.35，操作真空度为80kPa ，已知滤饼不可压缩，介质阻力可忽略. 试求：
（1）生产条件下的过滤常数K ； （2）转筒过滤机的生产能力（
滤液/h）。
故过滤常数
（2）转筒真空过滤机面积
转筒旋转一周其全部面积浸入液槽中的时间（即过滤时间）与操作周期、浸没度有以下关系：
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【答案】（1）因滤饼不可压缩，.
则
故转筒旋转一周所得的滤液量
生产能力
5． 如图所示，两敞口贮槽的底部在同一水平面上，其间由一内径为75mm , 长为200m 的水平管，A 贮槽直径为7m ，盛水深为7m , B 贮槽直径为5m , 和局部阻力系数为0.17的全开闸阀彼此相连
盛水深为3m ，若将闸阀全开，问大罐内水平降到6m 时，需多长时间？设管道摩擦系数
图
【答案】在任一时间t 内，大罐水深为H ，小罐水深为h 大罐截面积小罐截面积
这时小罐水面上升高度为x 所以而
在大贮槽液面
与小贮槽液面
间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有:
其中
大气压，u 为管中流速，
代入方程得:
若在dt 时间内水面从H 下降故
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当大罐水面下降到H 时所排出的体积为:
这时体积将变化为一38.465dH ，则:
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6． —单管程列管式换热器，采用110°C 的饱和水蒸气冷凝加热管内呈湍流流动的某低粘度液体，
管内液体的进出口温度分别为内对流系数为
试求
：
（1
）改造后换热器的总传热系数； （2）改造后管程流体的出口温度。
（假设在操作温度范围内流体的物性参数为常数
，管外冷凝传热系数不变，忽略管壁热阻及可能的污垢热阻）。
【答案】（1）单管程时
由单管程改造成双管程，则流速
由于管内揣流流动，
即
经测得管外冷凝传热系数为
若将换热器由单管程改为双管程，
而其它操作条件不变。
管
（2）
代数得，
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