2017年南京林业大学轻工科学与工程学院521化工原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 多效蒸发有何优点？为什么多效蒸发的效数有一定限制？
【答案】多效蒸发过程生产单位质量产品消耗的生蒸汽量少，操作费用低。但随效数的增加，单位蒸汽消耗量减小的趋势减慢，操作费用降低的趋势减小，同时，随效数的増加，蒸发器生产强度降低很快，设备投资增加，因此，需根据设备费与操作费之和最小的原则核算出最佳效数。
2． 在相同管径的两条圆形管道中，同时分别流动着油和清水若雷诺数相同，且密度相近，试判断油速大还是水速大，为什么？
【答案】油速大。因为
3． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？
【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。
4． 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。
二、计算题
5． 含氨5%（摩尔分数，下同）的水溶液，预热至泡点后送入一精馏塔顶以回收其中90%的氨，塔釜用再沸器间接加热，排出废液中含氨小于1%。已知操作范围内的相对挥发度为6.5。试求：
（1）塔顶馏出液组成（2）塔的操作线方程； （3）所需的理论板数；
（4）如果该塔由若干块实际塔板组成，每一块实际塔板的气相默弗里板效率为0.45，则该塔除加热釜外尚需几块实际塔板？
（5）该塔的全塔效率Ex 。
【答案】（1）设进料量为F ，由回收率及全塔物料衡算得
（2）塔顶进料，操作线方程为提馏段操作线方程:
（3）逐板计算法求理论板数: 相平衡方程:
由塔顶开始交替应用相平衡方程和操作线方程:
故需要两块理论板，其中再沸器相当于一块理论板，塔体需要一块理论板。 （4）沿塔自下而上编号，除去再沸器，则有:
由气相默弗里塔板效率:
故经过一块实际板没有完成分离任务，按操作线方程继续求答:
因此需要两块实际板才能完成分离任务。 （5）
6 水以150kg/h的流率，，，食盐以30kg/h的流率加入如图所示的搅拌槽中制成溶液后以120kg/h．
的流率离开容器。由于搅拌充分，槽内各处浓度均匀。开始时槽内先盛有100kg 的新鲜水。试计算lh 后从槽中流出的溶液浓度（以食盐的质量分数表示）。
图
【答案】设食盐为组分A , 水为组分B , 依题意
当
对总物流做物料衡算:
即积分上式
当所以
对食盐做质量衡算:
式中a 为某一组分的质量分数，式③中将微分项展开得
将式②代入式④中，得
将上式分离变量，并求积分为:
积分上式并整理，得
将
代入上式，得
即1h 后溶液中A 的质量分数为0.126。
7． 车间内有一扇氧化，黑度
的铸铁炉门（已氧化，黑度
其表面温度
室温
，为减少炉门的辐射散热在距离炉门30mm 处放置一块与炉门同尺寸的铝质遮热板（已
），求放置铝板前后炉门因辐射而散失的热量。
【答案】铸铁炉门与车间四壁或遮热板之间的辐射传热可按灰体表面间的辐射传热计算。 （1）在放置遮热板前，炉门壁面1为车间的四壁（统称为表面2）所包围，故炉门对车间四
壁的角系数
又因为炉门的面积相对于车间四壁的面积很小，
即
因此可得炉门与车
间四壁的辐射传热量为
（2）在放置遮热板后，由于炉门壁面1与遮热板壁面3的距离很近，可以近似视为两个无限大灰体平壁之间的辐射传热，即
因此炉门与遮热板壁的辐射传热量为
同时遮热板与车间四壁之间也存在辐射传热，其传热量可表示为