2018年甘肃省培养单位兰州化学物理研究所818化工原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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）。
2． 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。
3． 简述以雷诺数（Re ）作为判据对流体流型的三种分类类型。
【答案】（1）当（2）当（3）当
时，为层流区；
时，有时出现层流，有时出现湍流，依赖于环境，为过渡区； 时，为湍流区。
二、计算题
4． 现有两台单壳程单管程的传热面积均为. 根温度
的列管式空气加热器，每台加热器均由64
钢管组成，壳程为170°C 的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg），空气入口，流量为2.5kg/s，以揣流方式通过管内。（该传热过程的控制热阻在空气侧）。
（1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为
：
，求空气的出口温度
及水蒸气的总冷凝量为多少？
及水蒸气的总冷凝量为多少？
。忽略热损失。 .
（2）若两台换热器串联使用，
问此时空气的出口温度假设空气的物性不随温度及压力而变化，视为常数，【答案】（1）由题意，两台换热器并联使用时，可得：传热过程的控制热阻在空气侧，则有
；
由，列式得：
代数计算得到，
由
得，
（2）由题意，两台换热器串联联使用时，可得：
由
得，
由
得，
5． 某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液，泡点进料，进料量取系统的平均相对挥发度
（1）求塔顶、底的产品量； （2）求出精馏段操作线方程；
（3）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板（由塔顶往下数）的蒸汽和液体组成。
【答案】（1）根据全塔物料守恒有：其中代入解得：
（2）泡点进料：q=l 所以平衡线方程：
进料中苯的摩尔分率为0.5, 塔
顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10, 采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可
所以
所以精馏段操作线方程：（3）塔顶为全凝器，所以代入平衡线方程解得：代入精馏段操作线方程：代入平衡线：
6． 由矿石焙烧炉出来的气体含有9%（摩尔分数）的质可认为与空气相同）。炉气进入填料吸收塔用纯水吸收比的1.2倍。要求
，炉气中其余气体视为惰性气体（其性，炉气量为
温度为20°C ,
操作压力为101.33kPa ，在此条件下，气液平衡关系式为y=1.25x，操作的实际液气比为最小液气
的回收率不小于90%，己知填料塔直径为lm ，体积传质系数
，试求：
（1）出塔的溶液组成^和吸收剂用量； （2）填料层高度。 【答案】（1）气体出口含量最小液气比实际液气比出塔液相组成气体流量吸收剂用量
传质单元高度
平均推动力
传质单元数
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