869化工原理答案15

第1页（共3页）河南科技大学2015年硕士研究生入学考试试题答案及评分标准考试科目代码：869考试科目名称：化工原理一、填空（每题3分，共60分）1C2C3C4B5D6B7B8C9B10B11A12A13B14B15B16C17C18A19B20A二．问答题（每题15分，共30分）1答：所谓换热器传热过程的强化就是力求使换热器在单位时间内、单位传热面积传递的热量尽可能增多。其意义在于：在设备投资及输送功耗一定的条件下，获得较大的传热量，从而增大设备容量，提高劳动生产率；在保证设备容量不变情况下使其结构更加紧凑，减少占有空间，节约材料，降低成本；在某种特定技术过程使某些工艺特殊要求得以实施等。传热过程的强化有以下几条途径：（1）增大传热面积增大传热面积，可以提高换热器的传热速率。（5分）（2）增大平均温度差增大平均温度差，可以提高换热器的传热效率。（5分）（3）增大总传热系数增大总传热系数，可以提高换热器的传热效率。传热过程强化但单纯追求S、Δtm及K的提高是不行的。因为所采取的强化措施往往使流动阻力增大，其他方面的消耗或要求增高。因此，在采取强化措施的时候，要对设备结构、制造费用、动力消耗、运行维修等予以全面考虑，采取经济而合理的强化方法。（5分）2答：现以液体吸收气体混合物中溶质组分的过程说明这一问题。设由A、B组成的二元气体混合物，其中A为溶质，可溶解于液体中，而B不能在液体中溶解。这样，组分A可以通过气液相界面进入液相，而组分B不能进入液相。（5分）由于A分子不断通过相界面进入液相，在相界面的气相一侧会留下“空穴”，根据流体连续性原则，混合气体便会自动地向界面递补，这样就发生了A、B两种分子并行向相界面递补的运动，这种递补运动就形成了混合物的总体流动。（5分）很显然，通过气液相界面组分A的通量应等于由于分子扩散所形成的组分A的通量与由于总体流动所形成的组分A的通量的和。此时，由于组分B不能通过相界面，当组分B随主体流动运动到相界面后，又以分子扩散形式返回气相主体中。（5分）第2页（共3页）三、计算题（每题20分，共60分）1解：（1）以江水液面为0截面，高位槽液面为1截面，在截面0—1间列BE，有：hmsmqqHqqqqqgudllgudllgPPguuZZHVVVVVVVCDCDCDeABABABe33252525242222221220211279.14004107.0106301067.41210323.410466.31281.92)054.0785.0(054.08003.081.92)064.0785.0(064.01503.000122)(2)(2联立求解得：与离心泵特性曲线（10分）（2）江面下降3m,管路特性曲线变为：hmsmqqHqHVVV33252550.13003749.0106301067.415联立求解得：与离心泵特性曲线（5分）（3）。压力表读数减小即真空表读数增大截面间列截面和高位槽表所在在压力表所在截面间列截面和真空表所在在江水所在OmHOmHOmHgPgudllZZgPBEOmHgPgudllZZgPBECDCDCDeABABABe222223231322222202186.1,889.2186.181.92)798.1638.1()054.08003.01(02])(1[:13889.281.92)277.1166.1()064.01503.01(32])(1[:20（5分）2解：已知y1=0.01η=90%y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001x2=0x1'=y1/0.9=0.01/0.9=0.0111（5分）(L/V)m=(y1-y2)/(x1'–x2)=(0.01-0.001)/0.0111=0.811（5分）L/V=2(L/V)m=2×0.811=1.62X1=(y1-y2)/(L/V)+x2=(0.01-0.001)/1.62=0.00556y2*=0y2*=0.9×0.00556=0.005Δym=（(0.01-0.005)-(0.001-0)）／ln(0.01-0.005)/0.001=0.0025ＮOG=(y1-y2)/Δym=(0.01-0.001)/0.0025=3.6（5分）Ｚ＝0.5×3.6=1.8[ｍ]。（5分）3解：（1）塔底第1块板的液相组成因釜内气液相成平衡，由塔底产品组成可得出自釜回塔的蒸气组成。由物料平衡，有100408.035.0Wx38.04035.0100DFwDxFxWx（5分）当时0qFDRFVFqVV)1()1('第3页（共3页）则提馏段操作线方程为03.06.11004053100405404)1()1('''xxFDRWxxFDRRDVWxxVLyww（a）由釜上升的蒸气组成174.005.03105.04)1(1将Wy代入)(a式，得最下一块板的液相组成128.06.103.0Wyx（5分）（2）塔顶第1块板的气相默里弗效率2*1211yyyyEmV（b）已知8.01Dxy而8537.07.05.117.05.2)1(172.016.07.0541111*112xxyRxxRRyD（5分）将上述数据代入)(b式，得6.0598.072.08537.072.08.02*1211yyyyEmV（5分）