2023年研究生類研究生入學(xué)考試專業(yè)課化工原理題庫(kù)

2023年研究生類研究生入學(xué)考試專業(yè)課化工原理題庫(kù)卷I一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版(共50題)1.導(dǎo)熱的機(jī)理是______，符合______定律，表達(dá)式為_(kāi)_____；

對(duì)流換熱的機(jī)理是______，符合______定律，表達(dá)式為_(kāi)_____；

輻射換熱的機(jī)理是______，符合______定律，表達(dá)式為_(kāi)_____。2.以焓差為推動(dòng)力計(jì)算涼水塔塔高有什么條件?3.擴(kuò)散流JA，凈物流N，主體流動(dòng)Nm傳遞速率NA相互之間有什么聯(lián)系和區(qū)別?4.什么是正位移特性?5.某混合物含易揮發(fā)組分0.10(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，如圖所示，以飽和蒸氣狀態(tài)連續(xù)加入精餾塔的塔釜。加料量為10kmol/h，塔頂產(chǎn)品組成為0.90，塔釜排出的殘液組成為0.05。試求：(1)塔頂全凝器的蒸氣冷凝量；(2)回流比R及塔內(nèi)的液氣比L/V。

6.液液精餾操作過(guò)程中進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)q的定義是：______，其物理意義是：______，在五種不同進(jìn)料狀態(tài)下的q值為：(1)冷液進(jìn)料______；(2)泡點(diǎn)液體進(jìn)料______；(3)氣液混合物進(jìn)料______；(4)飽和蒸汽進(jìn)料______；(5)過(guò)熱蒸汽進(jìn)料______。7.如圖所示，直徑0.4m、高0.2m的空心圓筒內(nèi)盛滿水，圓筒以1000r/min繞中心軸旋轉(zhuǎn)，筒頂部中心處開(kāi)有一小孔與大氣相通。試用歐拉平衡方程式求：(1)液體作用于頂蓋上的壓強(qiáng)分布(p與半徑，的關(guān)系)；(2)筒圓周內(nèi)壁上液體的勢(shì)能及動(dòng)能比軸心處各增加了多少?

8.濃度為2.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的鹽溶液，在28℃下連續(xù)進(jìn)入一單效蒸發(fā)器中被濃縮至3.0%。蒸發(fā)器的傳熱面為69.7m2。加熱蒸汽為110℃飽和水蒸氣。加料量為4500kg/h，料液的比熱容c0=4100J/(kg·℃)。因是稀溶液，沸點(diǎn)升高可以忽略，操作在101.3kPa下進(jìn)行。試求：(1)計(jì)算蒸發(fā)的水量及蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)；(2)在上述蒸發(fā)器中，將加料量提高至6800kg/h，其他操作條件(加熱蒸汽及進(jìn)料溫度、進(jìn)料濃度、操作壓強(qiáng))不變時(shí)，可將溶液濃縮至多少濃度?9.如圖所示。用壓縮空氣將密閉容器(酸蛋)中的硫酸壓送至敞口高位槽。輸送流量為0.10m3/min，輸送管路為Φ38mm×3mm無(wú)縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，在壓送過(guò)程中設(shè)為不變。管路總長(zhǎng)20m，設(shè)有一個(gè)閘閥(全開(kāi))，8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭。求壓縮空氣所需的壓強(qiáng)為多少(MPa，表壓)?

操作溫度下硫酸的物性為ρ=1830kg/m3，μ=12mPa·s。

10.某廂式干燥器內(nèi)有盛物淺盤(pán)50只，盤(pán)的底面積為70cm×70cm，每盤(pán)內(nèi)堆放厚20mm的濕物料。濕物料的堆積密度為1600kg/m3，含水量由0.5kg水/kg干料干燥到0.005kg水/kg干料。器內(nèi)空氣平行流過(guò)物料表面，空氣的平均溫度為77℃，相對(duì)濕度為10%，氣速2m/s。物料的臨界自由含水量為0.3kg水/kg干料，平衡含水量為零。設(shè)降速階段的干燥速率與物料的含水量成正比。求每批物料的干燥時(shí)間。11.有哪幾種NOG的計(jì)算方法?用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和吸收因數(shù)法求NOG的條件各是什么?12.已知當(dāng)溫度為T(mén)時(shí)，耐火磚的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁的黑度______耐火磚的黑度。A.大于B.等于C.不能確定是否大于D.小于13.芬斯克-恩德伍德-吉利蘭捷算法的主要步驟有哪些?14.擬用一板框壓濾機(jī)在恒壓下過(guò)濾某懸浮液，已知過(guò)濾常數(shù)K=7.5×10-5m2/s?，F(xiàn)要求每一操作周期得到10m3濾液，過(guò)濾時(shí)間為0.5h。懸浮液含固量Φ=0.015(m3固體/m3懸浮液)，濾餅空隙率ε=0.5，過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。試求：(1)需要多大的過(guò)濾面積?(2)現(xiàn)有一板框壓濾機(jī)，框的尺寸為0.65m×0.65m×0.02m，若要求仍為每過(guò)濾周期得到濾液量10m3，分別按過(guò)濾時(shí)間和濾餅體積計(jì)算需要多少框?(3)安裝所需板框數(shù)量后，過(guò)濾時(shí)間為0.5h時(shí)實(shí)際獲得濾液量為多少?15.在20℃和760mmHg，用清水逆流吸收空氣混合氣中的氨，混合氣中氨的分壓為10mmHg，經(jīng)吸收后氨的分壓下降到0.051mmHg?；旌蠚怏w的處理量為1020kg/h，其平均分子量為28.8，操作條件下的平衡關(guān)系為y=0.8x。若吸收劑用量是最小用量的5倍，求吸收劑的用量和氣相總傳質(zhì)單元數(shù)。(用吸收因數(shù)法計(jì)算的傳質(zhì)單元數(shù)公式：16.結(jié)晶操作有哪些特點(diǎn)?17.試比較單效與多效蒸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)。18.如圖所示，某常壓操作的理想干燥器處理物料量為500kg絕干料/h，物料進(jìn)、出口的含水量分別為X1=0.3kg水/kg干料，X2=0.05kg水/kg干料。新鮮空氣的溫度t0為20℃，露點(diǎn)td為10℃，經(jīng)預(yù)熱至96℃后進(jìn)入干燥器。干空氣的流量為6000kg干氣/h。試求：(1)進(jìn)預(yù)熱器前風(fēng)機(jī)的流量，m3/h；(2)預(yù)熱器傳熱量(忽略預(yù)熱器的熱損失)，kW；(3)干燥過(guò)程的熱效率η。

19.功率為1kW的封閉式電爐，表面積為0.05m2，表面黑度0.90。電爐置于溫度為20℃的室內(nèi)，爐壁與室內(nèi)空氣的自然對(duì)流給熱系數(shù)為10W/(m2·K)。求爐外壁溫度。20.直徑為0.12mm，密度為2300kg/m3的球形顆粒在20℃水中自由沉降，試計(jì)算顆粒由靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始至速度達(dá)到99%沉降速度所需的時(shí)間和沉降的距離。21.萃取溶劑的必要條件是什么?22.為了工業(yè)化蒸發(fā)濃縮黏度偏高的稀磷酸水溶液，應(yīng)采取的適宜蒸發(fā)方式是______。A.并流多效真空蒸發(fā)B.單效常壓蒸發(fā)C.逆流多效真空蒸發(fā)D.單效真空蒸發(fā)23.水以3.77×10-3m3/s的流量流經(jīng)一擴(kuò)大管段。細(xì)管直徑d=40mm，粗管直徑D=80mm，倒U形壓差計(jì)中水位差R=170mm，如圖所示。求水流經(jīng)該擴(kuò)大管段的阻力損失Hf，以J/N表示。

24.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是什么?25.某塔頂蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得的汽、液兩相互成平衡。汽相作產(chǎn)品，液相作回流，如圖所示。設(shè)該系統(tǒng)符合恒摩爾流的假定，試推導(dǎo)此時(shí)的精餾段操作線方程。

如該塔的塔頂采用的是全凝器，餾出液組成xD與上述采用冷凝器時(shí)的汽相產(chǎn)品組成相同，試比較采用分凝器與全凝器兩種情況下的操作線方程。

26.什么是膜分離?有哪幾種常用的膜分離過(guò)程?27.有一回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，每小時(shí)可得濾液4m3。若過(guò)濾介質(zhì)的阻力可忽略不計(jì)，問(wèn)每小時(shí)欲獲得6m。濾液轉(zhuǎn)鼓每分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)幾周?此時(shí)轉(zhuǎn)鼓表面濾餅的厚度為原來(lái)的多少倍?操作中所用的真空度維持不變。28.如圖所示的精餾塔具有一塊實(shí)際板及一只蒸餾釜，原料預(yù)熱至泡點(diǎn)，由塔頂連續(xù)加入，xF=0.20(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)，測(cè)得塔頂產(chǎn)品能回收原料液中易揮發(fā)組分的80%，且xD=0.28，系統(tǒng)的相對(duì)揮發(fā)度α=2.5。

試求殘液組成xw及該塊塔板的板效率。設(shè)蒸餾釜可視為一個(gè)理論板。

29.精餾過(guò)程能否在填料塔內(nèi)進(jìn)行?30.何謂水力光滑管?何謂完全湍流粗糙管?31.選擇吸收溶劑的主要依據(jù)是什么?什么是溶劑的選擇性?32.影響輻射傳熱的主要因素有哪些?33.如何選擇多組分精餾的流程方案?34.描述流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法和歐拉法有什么不同點(diǎn)?35.要提高液流的湍動(dòng)程度可采取哪些措施?36.φ68mm×4mm的無(wú)縫鋼管，內(nèi)通過(guò)0.2MPa(表壓)的飽和蒸汽。管外包厚30mm的保溫層λ=0.080W/(m·K)，該管設(shè)置于溫度為20℃的大氣中，已知管內(nèi)壁與蒸汽的給熱系數(shù)α1=5000W/(m2·K)，保溫層外表面與大氣的給熱系數(shù)α2=10W/(m2·K)。求：蒸汽流經(jīng)每米管長(zhǎng)的冷凝量及保溫層外表面的溫度。37.在多級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)中的某一級(jí)，將氨自表壓為0.15MPa(表壓)壓縮到為1.1MPa(表壓)。若生產(chǎn)能力為460m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，總效率為0.7，氣體進(jìn)口溫度為-10℃，試計(jì)算該級(jí)壓縮機(jī)所需功率及氨出口時(shí)的溫度。

設(shè)壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行的是絕熱過(guò)程，氨的絕熱指數(shù)為1.29。38.萃取的目的是什么?原理是什么?39.吸收塔高度計(jì)算中，將NOG與HOG分開(kāi)，有什么優(yōu)點(diǎn)?40.結(jié)合水與非結(jié)合水有什么區(qū)別?41.如圖所示的氣液直接接觸混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液與水沿大氣腿流至地溝排出?，F(xiàn)已知器內(nèi)真空度為82kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00kPa，問(wèn)其絕對(duì)壓為多少Pa?并估計(jì)大氣腿內(nèi)的水柱高度H為多少米?

42.氣液逆流接觸的吸收塔，在總壓為101.3kPa下用水吸收Cl2氣，進(jìn)入塔底的氣體混合物中含氯1%(體積分?jǐn)?shù))，塔底出口的水中含氯濃度為x=0.8×10-5(摩爾分?jǐn)?shù))。試求兩種不同溫度下塔底的吸收推動(dòng)力，分別以(xe-x)及(y-ye)表示。

(1)塔底溫度為20℃；(2)塔底溫度為40℃。43.在一內(nèi)徑為300mm的管道中，用畢托管來(lái)測(cè)定平均分子量為60的氣體流速。管內(nèi)氣體的溫度為40℃，壓強(qiáng)為101.3kPa，黏度0.02mPa·s。已知在管路同一橫截面上測(cè)得畢托管水柱最大讀數(shù)為30mm。問(wèn)此時(shí)管路內(nèi)氣體的平均速度為多少?44.濕板效率與默弗里板效率的實(shí)際意義有何不同?45.擬設(shè)計(jì)一個(gè)多級(jí)逆流接觸的萃取塔，以水為溶劑萃取乙醚與甲苯的混合液。混合液量為100kg/h，組成為含15%乙醚和85%甲苯(以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)。乙醚-甲苯-水物系在本題操作范圍內(nèi)可視為水與甲苯是完全不互溶的，平衡關(guān)系可以Y=2.2X表示(Y為kg乙醚/kg水，X單位為kg乙醚/kg甲苯)，要求萃余相中乙醚的濃度降為1%，試求：(1)最小的萃取劑用量Smin；(2)若所用的溶劑量S=1.5Smin，需要多少理論板數(shù)?46.某逆流吸收塔塔底排出液中含溶質(zhì)x=2×10-4(摩爾分?jǐn)?shù))，進(jìn)口氣體中含溶質(zhì)2.5%(體積分?jǐn)?shù))。操作壓強(qiáng)為101kPa。氣液相平衡關(guān)系為y=50x。

現(xiàn)將操作壓力由101kPa增至202kPa，問(wèn)塔底推動(dòng)力(y-ye)及(xe-x)各增加至原有的多少倍。47.高濃度氣體吸收的主要特點(diǎn)有哪些?48.如圖所示。一離心泵將江水送至敞口高位槽，若管路條件不變，隨著江面的上升，泵的壓頭He、管路總阻力損失Hf、泵入口處真空表讀數(shù)、泵出口處壓力表讀數(shù)將分別作何變化?

49.已知融熔態(tài)巧克力漿的流動(dòng)服從如下的卡森(Casson)方程：

求：τy與μ∞(最小二乘法)。

由于由最小二乘法原理得

已知融熔態(tài)巧克力漿的流動(dòng)服從如下的卡森(Casson)方程：

求：τy與μ∞(最小二乘法)。

由于由最小二乘法原理得

50.常用的吸附分離設(shè)備有哪幾種類型?卷I參考答案一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版1.參考答案：物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞；傅里葉；；

流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞；牛頓冷卻；Q=αSΔt；

因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞；斯蒂芬-玻爾茲曼；Eb=σ0T4[解析]根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，熱傳遞可分為熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射3種基本方式，傳熱時(shí)可依靠其中的一種或幾種方式同時(shí)進(jìn)行。2.參考答案：以焓差為推動(dòng)力計(jì)算涼水塔塔高的條件為：

(1)水量L近似取為常數(shù)，這一假定僅是為了熱量衡算的方便，并不意味空氣的濕度不發(fā)生變化；

(2)，例如空氣-水系統(tǒng)；

(3)在熱、質(zhì)反相傳遞的區(qū)域用焓差為推動(dòng)力計(jì)算塔高會(huì)導(dǎo)致較大的誤差。3.參考答案：(1)擴(kuò)散流JA，凈物流N，主體流動(dòng)Nm。傳遞速率批相互之間的聯(lián)系為：N=NM+JA+JB=NM，NA=JA+NMcA/cM=JA+NcA/cM。

(2)相互之間的區(qū)別為：JA是由濃度梯度引起的；NM是由主體與界面間微小壓差引起的；NA是由分子擴(kuò)散和主體流動(dòng)所造成的總的宏觀結(jié)果。4.參考答案：正位移特性是指流量與管路特性無(wú)關(guān)，而壓頭則只決定于管路情況的特性。5.參考答案：解：已知：xf=0.1，q=0，F(xiàn)=10kmol/h，xD=0.9，xW=0.05，塔釜加料。求：(1)V；(2)R，L/V。

(1)物料衡算

解得D=0.588kmol/h，故

V=F=10kmol/h

(2)由題意

V=(R+1)D

則回流比為

6.參考答案：1kmol原料變成飽和蒸汽所需的熱與原料的摩爾汽化熱之比；每加入1kmol原料使提餾段液體所增加的物質(zhì)的量；q＞1；g=1；0＜g＜1；g=0；g＜0[解析]q為加料熱狀態(tài)參數(shù)，從q值的大小可以看出加料的狀態(tài)及溫度的高低。7.參考答案：[解]已知：D=0.4m，H=0.2m，n=1000r/min，ρ=1000kg/m3。求：(1)頂蓋p=f(r)；(2)

(1)離心力場(chǎng)中靜力學(xué)方程為

由小孔處條件知p0(表)=0，z0=0，r0=0，故

(2)因?yàn)?/p>

所以

8.參考答案：解：已知：w0=2%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同)，t0=28℃，w=3%，A=69.7m2，T=110℃，F(xiàn)=4500kg/h，cp=4100J/(kg·℃)，Δ不計(jì)，p=0.1MPa。求：(1)W，K；(2)F'=6800kg/h，其它操作條件不變，w'。

(1)由題意

水在0.1MPa下，t°=99.6℃，r=2259.5kJ/kg。

由于Δ不計(jì)，At=T-t°=110-99.6=10.4℃，故

(2)假定K值不變，則

因?yàn)镵、A、Δt均不變，故Q不變，得

9.參考答案：[解]已知：qV=0.10m3/min，無(wú)縫鋼管Φ38×3mm，H=10m，l=20m，一個(gè)閘閥(全開(kāi))，8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭，ρ=1830kg/m3，μ=12mPa·s。求：壓縮空氣p(表)(MPa)。

列1-2截面伯努利方程

由題可知，p1(表)=p1-pa=p1-p2，z1=0，z2=H，u1=0，故

所以

無(wú)縫鋼管取ε=0.15，ε/d=0.15/32=0.005；查莫迪圖λ=0.037；查90°彎頭ζ=0.75，閘閥全開(kāi)ζ=0.17，縮小ζ=0.5，故

P(表)=1830×(0.037×+0.75×8+0.17+0.5+1)×+1830×9.81×10

=3.00×105Pa=0．3MPa10.參考答案：解：已知：淺盤(pán)n=50只，盤(pán)底面積70cm×70cm，厚度h=0.02m，p濕=1600kg/m3，X1=0.5kg水/kg干料，X2=0.005kg水/kg干料，X*=0，Xc=0.3kg水/kg干料，干燥條件：平行流過(guò)u=0.2m/s，t=77℃，φ=10%，N降∝(X-X*)。求：τ。

以一只盤(pán)為基準(zhǔn)計(jì)算

G=A·h·ρ濕=0.7×0.7×0.2×1600=15.68kg

查焓-濕度圖：t=77℃，φ=10%時(shí)，H=0.0268kg水/kg干料，tw=38℃，rw=2411kJ/kg，則

vH=(2.83×10-3+4.56×10-3H)(t+273)

=(2.83×10-3+4.56×10-3×0.0268)×(77+273)=1.03m3/kg干氣

濕空氣的密度

濕空氣的質(zhì)量流速

G'=ρu=0.997×2=1.99kg/(m2·s)

α=0.0143(G')0.8

=0.0143×1.990.8=0.0248kJ/(m2·s·℃)=89.3kJ/(m2·h·℃)

τ=τ恒+τ降=2.95+18.13=21.08h

連續(xù)干燥過(guò)程的計(jì)算11.參考答案：(1)NOG的計(jì)算方法有：對(duì)數(shù)平均推動(dòng)方法，吸收因數(shù)法，數(shù)值積分法。

(2)用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和吸收因數(shù)法求NOG的條件分別為：相平衡為直線和相平衡為過(guò)原點(diǎn)直線。12.參考答案：D[解析]物體的吸收率越大，其輻射能力也越強(qiáng)，灰體的吸收率在數(shù)值上等于同溫度下該物體的黑度，耐火磚的輻射能力大，則其吸收率也大，即其黑度大。13.參考答案：芬斯克-恩德伍德-吉利蘭捷算法的主要步驟如下：

(1)根據(jù)工藝要求確定關(guān)鍵組分，計(jì)算塔頂、塔底產(chǎn)品中各組分的含量和飽和溫度；

(2)求取全塔平均相對(duì)揮發(fā)度，用芬斯克方程計(jì)算最少理論板數(shù)；

(3)用恩德伍德公式計(jì)算最小回流比，并選定適宜的回流比；

(4)用吉利蘭圖求取理論板數(shù)；

(5)用芬斯克方程和吉利蘭圖計(jì)算精餾段理論板數(shù)，確定加料板位置。14.參考答案：[解]已知：恒壓過(guò)濾，qe=0，K=7.5×10-5m2/s，V=10m3，τ=0.5h，Φ=0.015(m3固體/m3懸浮液)，ε=0.5。求：(1)A；(2)框數(shù)n；(3)V'。

(1)由恒壓過(guò)濾方程

(2)根據(jù)物料衡算

(V+V餅)Φ=V餅(1-ε)

V餅=0.65×0.65×0.02×n=8.45×10-3n

(10+8.45×10-3n)×0.015=8.45×10-3n×(1-0.5)

n=36.6≈37

(3)安裝37只板框后

A'=37×2×0.652=31.3m2

代入恒壓過(guò)濾方程

15.參考答案：(1)因?yàn)槲談榍逅?，則x2=0，吸收前后氨的含量為

最小液氣比為

液氣比為

又已知相對(duì)分子質(zhì)量為28.8kg/kmol，氣體處理量為1020kg/h，所以可知惰性氣體的摩爾流率為

則吸收劑用量為

L=4.0G=4.0×34.95=139.8kmol/h

(2)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)

16.參考答案：結(jié)晶操作的特點(diǎn)有：

(1)能從雜質(zhì)含量較多的混合液中分離出高純度的晶體；

(2)可分離高熔點(diǎn)混合物、相對(duì)揮發(fā)度小的物系、共沸物、熱敏性物質(zhì)等難分離物系，因?yàn)榉悬c(diǎn)相近的組分其熔點(diǎn)可能有顯著差別；

(3)由于結(jié)晶熱一般約為汽化熱的1/3～1/7，過(guò)程的能耗較低。17.參考答案：?jiǎn)涡д舭l(fā)與多效蒸發(fā)的比較如下：

(1)溶液的溫度差損失。多效蒸發(fā)較單效蒸發(fā)的溫度差損失要大，且效數(shù)越多，溫度差損失也越大。

(2)經(jīng)濟(jì)效益。多效蒸發(fā)提高了加熱蒸汽的利用率，即經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于蒸發(fā)等量的水分而言，采用多效時(shí)所需的加熱蒸汽較單效時(shí)少。

(3)蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度。由于多效蒸發(fā)時(shí)的溫度差損失較單效蒸發(fā)時(shí)大，因此多效蒸發(fā)時(shí)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度均較單效時(shí)為小。18.參考答案：解：已知：Gc=500kg絕干料/h，X1=0.3kg水/kg干料，X2=0.05kg水/kg干料，t0=20℃，td=10℃，t1=96℃，V干=6000kg干氣/h。求：(1)V濕；(2)Qp；(3)η。

(1)查水的飽和蒸汽壓：10℃，1.23kPa；96℃，87.7kPa，故

濕空氣的比體積為

vH=(2.83×10-3+4.56×10-3H0)(t0+273)

=(2.83×10-3+4.56×10-3×0.00765)×(20+273)

=0.8395m3/kg干氣

進(jìn)預(yù)熱器前風(fēng)機(jī)的流量為

V濕=V干vH=6000×0.8395=5037m3/h

(2)由于H0=H1，則

I0=(1.01+1.88H0)t0+2500H0

=(1.01+1.88×0.00765)×20+2500×0.00765=39.61kJ/kg干氣

I1=(1.01+1.88H0)t1+2500H1

=(1.01+1.88×0.00765)×95+2500×0.00765=117.47kJ/kg干氣

故預(yù)熱器的熱負(fù)荷為

Qp=V干(I1-I0)=6000×(117.47-39.61)=467160kJ/h=130kW

(3)因?yàn)槔硐敫稍锲?，所以I1=I2，即

I2=(1.01+1.88H2)t2+2500H2=117.47kJ/kg干氣

又水分汽化量為

W=Gc(X1-X2)=500×(0.3-0.05)=125kg/h

W=V干(H2-H1)

解得t2=43.4℃。故干燥過(guò)程的熱效率為

19.參考答案：解：已知：Q=1kW，A=0.05m2，ε=0.9，α=10W/(m2·K)，T=20%。求：爐外壁溫度Tw。

定態(tài)時(shí)，發(fā)熱量應(yīng)等于輻射與對(duì)流傳熱之和

整理上式得

試差得Tw=746K=473℃。20.參考答案：解：已知：dp=0.12mm，ρp=2300kg/m3，20℃水。求：由0至99%u所需t，距離s。

根據(jù)牛頓第二定律有

設(shè)處于斯托克斯區(qū)，所以

積分得

查20℃水，ρ=998.2kg/m3，μ=1.005×10-3Pa·s。

設(shè)處于斯托克斯區(qū)，則

驗(yàn)證

由積分式得

所以

21.參考答案：萃取溶劑的必要條件是：

(1)溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶；

(2)溶劑對(duì)A、B兩組分有不同的溶解能力。22.參考答案：C[解析]逆流加料適宜處理黏度隨溫度和組成變化較大的溶液。23.參考答案：[解]已知：qV=3.77×10-3m3/s，d=40mm，D=80mm，R=170mm，ρ=1000kg/m3。求：Hf(J/N)。

列1-2截面的伯努利方程

因此

故水流經(jīng)該擴(kuò)大管段的阻力損失為

24.參考答案：層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是是否存在流體速度u、壓強(qiáng)p的脈動(dòng)性，即是否存在流體質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)性。層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。25.參考答案：解：已知：塔頂產(chǎn)品組成在全凝器時(shí)為xD，分凝器時(shí)為y0。求：zD=y0時(shí)，兩種情況下的操作線方程。

由精餾段一截面與塔頂(包括分凝器在內(nèi))做物料衡算，得

Vy=Lx+Dy0

若回流比為R，則

對(duì)于全凝器時(shí)精餾段操作線為

可知當(dāng)選用回流比一致，且xD=y0時(shí)兩種情況的操作線完全一致，在y-x圖上重合，分凝器相當(dāng)于一塊理論板。26.參考答案：(1)膜分離是指利用固體膜對(duì)流體混合物各組分的選擇性滲透實(shí)現(xiàn)分離的方法。

(2)常用的膜分離過(guò)程包括微孔過(guò)濾、反滲透、超濾、電滲析、混合氣體的分離和滲透汽化等。27.參考答案：[解]已知：n=2r/min，Q=4m3/h，qe=0，恒壓操作。求：(1)n'；(2)L'/L。

(1)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾，恒壓時(shí)

因?yàn)閝e=0，所以，則

(2)因?yàn)長(zhǎng)∝q，而

所以

即過(guò)濾器的厚度為原來(lái)的2/3倍。28.參考答案：解：已知：N實(shí)=1，q=1，塔頂加入xF=0.2，η=80%，xD=0.28，α=2.5，R=0。求：xW，EmV。

全塔物料衡算

又故

解得：

0.2=0.571×0.28+0.429xW

xW=0.0935

因?yàn)樗喈?dāng)于一塊理論板，所以有

又y1=xD=0.28，取塔頂與第一塊塔板之間作控制體，得衡算式

Vy2+Fx1=Lx1+DxD

由恒摩爾流得F=L，D=V，故

29.參考答案：精餾過(guò)程能在填料塔內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)混合液的分離要求較高而料液品種或組成經(jīng)常變化時(shí)，一般采用間歇精餾。由于間歇精餾過(guò)程的非定態(tài)性，塔身積存液體量(持液量)的多少將對(duì)精餾過(guò)程及產(chǎn)品的數(shù)量有影響。為盡量減少持液量，往往采用填料塔。30.參考答案：(1)水力光滑管是指當(dāng)壁面凸出物低于層流內(nèi)層厚度，體現(xiàn)不出粗糙度對(duì)阻力損失影響的管道。

(2)完全湍流粗糙管是指在Re很大，λ與Re無(wú)關(guān)的區(qū)域的管道。31.參考答案：(1)選擇吸收溶劑的主要依據(jù)是溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。

(2)溶劑的選擇性是指溶劑對(duì)溶質(zhì)溶解度大，對(duì)其他組份溶解度小。32.參考答案：影響輻射傳熱的主要因素有溫度、表面黑度、角系數(shù)(幾何位置)、輻射表面之間介質(zhì)。33.參考答案：選擇多組分精餾的流程方案通常按如下規(guī)則：

(1)把進(jìn)料組分首先按摩爾分?jǐn)?shù)接近0.5比0.5進(jìn)行分離；

(2)當(dāng)進(jìn)料各組分摩爾分?jǐn)?shù)相近，且按揮發(fā)度排序兩兩間相對(duì)揮發(fā)度相近時(shí)，可按把組分逐一從塔頂取出的順序排列流程；

(3)當(dāng)進(jìn)料各組分按揮發(fā)度排序兩兩間相對(duì)揮發(fā)度差別較大時(shí)，可按相對(duì)揮發(fā)度遞減的方向排列流程；

(4)當(dāng)進(jìn)料各組分摩爾分?jǐn)?shù)差別較大時(shí)，按摩爾分?jǐn)?shù)遞減的方向排列流程；

(5)產(chǎn)品純度要求高的留在最后分離。必須根據(jù)具體情況，對(duì)多方案作經(jīng)濟(jì)比較。決定合理的流程。34.參考答案：拉格朗日法和歐拉法的不同之處在于：拉格朗日法描述同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的狀態(tài)；歐拉法描述的是空間各點(diǎn)的狀態(tài)及其與時(shí)間的關(guān)系。35.參考答案：要提高液流的湍動(dòng)程度可采取的措施包括：(1)提高轉(zhuǎn)速；(2)阻止液體圓周運(yùn)動(dòng)，加擋板，破壞循環(huán)回路的對(duì)稱性；(3)裝導(dǎo)流筒，消除短路、消除死區(qū)。36.參考答案：解：已知：管子φ68mm×4mm，λ=0.080W/(m·K)，t外=20℃，α1=5000W/(m2·K)，α2=10W/(m2·K)。求：(1)每米管長(zhǎng)冷凝量W；(2)保溫層外表面溫度tw。

(1)由題意d1=0.068-2×0.004=0.06m，d0=0.068m，則

d2=0.068+2×0.03=0.128m

不計(jì)管壁熱阻，故

Q=K2A2(T-t外)=K2πd2L(T-t外)查0.2MPa(表)下，飽和蒸汽T=133.3℃，r=2168.1kJ/kg，則

QL=K2πd2(T-t外)=1.65×3.14×0.128×(133.3-20)

=75.1W/m

由K2(T-t外)=α2(tw-t外)得

37.參考答案：[解]已知：p1(表)=0.15MPa，p2(表)=1.1MPa，qV0=460m3/h，η=0.7，t=-10℃，k=1.29。求：P，T2。

由題意

故所需功率為

氨出口時(shí)的溫度為

38.參考答案：(1)萃取的目的是分離液體混合物。

(2)其原理是利用液體混合物各組分在某種溶劑中溶解度的差異而實(shí)現(xiàn)分離。39.參考答案：吸收塔高度計(jì)算中，將NOG與HOG分開(kāi)的優(yōu)點(diǎn)為：NOG反映了分離任務(wù)的難易，HOG反映了吸收設(shè)備效能的高低。將分離任務(wù)難易與設(shè)備效能高低相對(duì)分開(kāi)，便于分析。40.參考答案：結(jié)合水與非結(jié)合水的區(qū)別是其表現(xiàn)的平衡蒸氣壓不同。非結(jié)合水表現(xiàn)的平衡蒸氣壓即為同溫度下純水的飽和蒸氣壓，結(jié)合水所表現(xiàn)的蒸氣壓低于同溫度下的純水的飽和蒸氣壓。41.參考答案：[解]已知：p(真)=82kPa，pa=100kPa。求：p(絕)，H。

42.參考答案：解：已知：P=101.3kPa，用水逆流吸收Cl2，y1=0.01，x1=0.8×10-5。求：(1)t=20℃，(xe-x)，(y-ye)；(2)t=40℃，(xe-x)，(y-ye)。

(1)查t=20℃，Cl2-H2O系統(tǒng)，E=0.537×102MPa，則

ye=mx=0.53×1