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一、简答题

1． 化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？

【答案】测流量用转子流量计、测压强用U 型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

2． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。

【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。

脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。

3． 搅拌器应具有哪两种功能？强化搅拌的工程措施有哪些？

【答案】搅拌器的两个功能:（1）总体流动；（2）强剪切或高度揣动。改善搅拌效果的工程措施:（1）提高转速；（2）加挡板，消除打漩，增加阻力；（3）偏心安装搅拌器；（4）装导流筒。

二、计算题

4． 高温气体在废热锅炉中沸腾水温为

的钢质列管内流过，进口温度

出口温度

管外

已知气体一侧的对流给热系数为

设管内、外壁面温度各自为定值。

【答案】基于外表面的总传热系数为:

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水侧的对流热系数为

不计污垢热阻，

试求总温度差以及内、外壁面的平均温度各为多少？钢的

总温度差:

跨过管外膜层的温度差:跨过管内膜层的温度差:

因是稳定传热，故跨过各层的传热速率相等，即:

将已知值代入前两项，即:

5． 今有一实验装置，在250kPa 恒压下过滤含钛白的水悬浮液，其中:测得滤液体积与滤饼体积之比为

现拟在生产中用过滤面积为

滤框内总容量为

的悬浮液，且操作压力及所用滤布均与实验条件相同，试计算:

（1）当滤框内全部充满滤渣时所需的过滤时间。 （

2）过滤所用相当于滤液量

的清水清洗滤渣，求洗涤时间。

，则获得的滤液量为:

（1）对于恒压过滤方程式:

代入数值为:

可求出:

（2）洗涤液体积为:其中:

（3）卸渣及重新组装等辅助时间共需20min ，求该过滤机的生产能力。 【答案】

由题意知此操作下获得的滤饼量为

又

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（3）由生产能力定义可知:

6． 一理想干燥器在总压为100kPa 下，将湿物料由含水20%干燥至1%，湿物料的处理量为1.75kg/s。室外大气温度为20°C , 湿球温度为16°C ，经预热后送入干燥器。干燥器出口废气的相对湿度为70%。现采用两种方案:（1）将空气一次性预热至120°C

送入干燥器；（2

）预热至120°C

进入干燥器后，

空气增湿至与物料接触

，空气再次增湿至

湿物料干基含水量

干燥产品干基含水量

绝干物料的质量流量

水分蒸发量

水/kg干气，

再将此空气在干燥器内加热至HMTC

（中间加热）继续排出器外。求上述两种方案的空气用量和热效率。

【答案】（1）将空气一次性预热至120°C送入干燥器的流程如图1所示。

据图2所示方法查得

:干空气用量

水/kg干气，

湿的热效率

（2）有中间换热器时的干燥流程如图3所示。 据图

4

所示方法查得:

干气，t2=51°C。

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空气

用量

干燥系统

干气。干气，