2016四川大学化工原理真题解析

1、填空选择

（2）

【陈1】1-2

【答案】τ=μdu/dy;牛顿性；等速直线

（3）

【陈2】2-2

【答案】；转速

【解析】离心泵的特性曲线一般由3条曲线组成。特性曲线随泵的转速而变，故特性曲线图上一定要标出测定时的转速。

（4）

【陈5】3

【答案】B

有【解析】理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积bl及颗粒的沉降速度u

t 关。即温度改变不影响降尘室的处理能力，两种条件小，生产能力相同，故选择B。

（5）

【陈6】6-3

【答案】C

【解析】在换热器的传热计算中，K值的来源有：①K值的计算；②实验查定；

③经验数据。

（6）

【陈8】5

【答案】D

（7）

【陈9】

【答案】增加，降低，降低，增加

（8）

【陈11】5

【答案】萃取剂的选择性和选择性系数、萃取剂与稀释剂的互溶度、萃取剂回收的难易与经济性

【解析】萃取剂的选择是萃取操作分离效果和经济性的关键。萃取剂的性能主要由以下几个方面衡量：①萃取剂的选择性和选择性系数；②萃取剂与稀释剂的互溶度；③萃取剂回收的难易与经济性；④萃取剂的其他物性。 （9） 【陈10】2-2

【答案】填料的种类、物系的性质、气液两相负荷

【解析】泛点是填料塔的操作极限，泛点气速对于填料塔的设计和操作十分重要。即吸收塔的最大吸收率由泛点的影响决定。影响泛点的因素很多，包括填料的种类、物系的性质及气液两相负荷等。 （10） 【陈10】1

【答案】通量、分离效率、适应能力

【解析】塔设备性能评价的指标有通量、分离效率、适应能力。一般来说、通量、效率和压力降是相互影响甚至是互相矛盾的。对于工业大规模生产来说，应在保持高通量前提下，争取效率不过于降低。 分析讨论题 2 【陈1】 解：（1）

d 1=d 2=d A 1=A 2=A u 1=u 2=u λ1=λ2=λ

并联管路时：

22

121222f f u u H h h g g

=+=+

∑∑

2111

2

2

22

1212=e e l l u d g

l l u d g

λλ??++ ?

????+=+ ???∑∑ 令

22e

l l K g g

λ

+=+∑

221212,d d

u H

u H k k

== 故

u 1=u 2=u

V 总=V 1+V 2=u 1A 1+u 2A 2=2V 1=2V 2

增加一根相同直径的管子时（并联管路），在压头相同时，则流量增加2倍，

即提高100%。 （2）

d 3=2d 1=2d 2=2d,A 3=4A

22

3322f f u u H h h g g

=+=+

∑∑ 2

2

331212=e e l l u d g

l l u d g

λλ??++ ?

????+=+ ?

??∑∑ 222

3332u u u K K K

d d d

=== 22+e

l l K g g

λ

+=∑

λ=λ3，u 32=2u 2

,3u =

3334V u A A ===

故在压头相同时，改用一根管径为原来管径两倍时，流量为原来的5.656倍。

3

【陈6】

答：热传导是指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依

靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。可以在固体、液体、气体中发生。热导率物体的热导率与材料的组成、结构、温度、湿度、压强以及聚集状态等许多因素有关。热导率物体的热导率与材料的组成、

结构、温度、湿度、压强以及聚集状态等许多因素有关。保温材料性能的重要

指标即是保温材料的热导率小。例如固体保温材料要使其孔隙率大，含大量空气。气体的热导率随温度升高而增大。对于气体保温材料，应考虑降低温度。

4

【陈2】

答：（1）齿轮泵或螺杆泵：流量较小，黏度较大

（2）压力不大时用离心泵（开式叶轮）；压力大时用隔膜泵：含固体；

（3）双吸离心泵；压头不高，流量较大；

（4）计量泵：流量需要定量控制；

5

【陈8】

答：既然是液膜控制，所以不增加液体的传质系数，吸收效率不会增加。则分

情况讨论：

（1）气体和液体的流量增加，塔截面积是常数，也就是流速增加了，对液体传质系数基本没有影响，气液接触传质时间减小了，尤其是气体，吸收不充分，

所以出口处气体被吸收减少，即出塔气增加，液体吸收减少，即出塔液浓度减小。

（2）同理，若气体和液体的流量减少，出口处气体被吸收增多，即出塔气减少，液体吸收增加，即出塔液浓度增加。

6

【陈10】

答：（1）吸收剂的进塔条件包括流量、温度、组成三大要素。

（2）操作中调节这三要素，对吸收结果的影响：

①适当增加吸收剂用量，有利于改善两相的接触状况，并提高塔内的平均吸收

推动力。

②降低吸收剂温度，气体溶解度增大，平衡常数减小，平衡线下移，平均推动力增大。

③降低吸收剂入口的溶质浓度，液相入口处推动力增大，全塔平均推动力亦随之增大。 7 【陈11】 答：

图1

图中线1为过量液沫夹带线、2为漏液线，3为溢流液泛线、4为液量下限线、5为液

量上限线

塔板负荷性能图对板式塔的设计与操作具有重要指导意义：①检验塔的设计是否合理，操作点是否在适中的高效区域；②指明气液相的流量范围，判断增大或减少负荷的可能性；③了解塔的操作情况和操作弹性，当塔顶操作出现问题时，可从负荷性能图的分析找到解决问题的措施。 8 【陈1】

解：（1）由于流体做稳定流动，则1-1截面与2-2截面流量相同，有

2

2

21214

4

d d u u ππ=

根据已知条件d 2=53mm,d 1=27mm,u 2=0.6m/s,解得：

u 1=2.31m/s

取2-2截面为基准面，在两截面间列伯努利方程

221122

1222水水

=f u p u p z g z g h ρρ+++++

根据已知条件，z 1-z 2=2m,p 2-p 1=16000pa ,解得

h f =6.49J/Kg

(2)根据流体静力学的基本方程式

P 1-P 2=(ρ水-ρ汞)gR+ ρ水gz

解得

R=2.79m

由上式计算可知，图1是正确，图2是错误的。 10 【陈5】

解：在恒速阶段，有

2222R R R R R

dV KA V V

KA d V θθθ==?= 在恒压过滤阶段，有：

V 2-V R 2=KA 2(θ-θR )

解得

V=4.47m 3

11 【陈1】

解：因为饱和液体进料q=1，故

x q =x F =0.4

20.4

0.5711110.4

==+（-）F q F x y x αα?=

+

设原料液流量F=100kmol/h ，则

D=0.5×100=50 kmol/h

W=50 kmol/h

又

1D q D q

x y R

R x x -=

+- x F D

W Fx D x F D

-=

-

①当R=1.2时 解得

x d =0.664 x w =0.136

精馏段操作线方程为

0.5710.30211

x D R x

y x R R =

+=+++ 提馏段操作线方程

L ’=L+F=RD+F=160 V ’=V=(R+1)D=110

' 1.450.0618'x x W L W y x V L W

=

-=-- ②当R=2时 解得

x d =0.639 x w =0.161

精馏段操作线方程为

0.6670.21311

x D R x

y x R R =

+=+++ 提馏段操作线方程

L ’=L+F=RD+F=200 V ’=V=(R+1)D=150

' 1.330.537'x x W L W y x V L W

=

-=-- 13 【陈11】

解：根据题意，在AB 边确定F 点，连接ER 并延长交于点R ’,FS 与ER 交于M 点，与溶解度曲线交于点M R ，连接S 与溶解度曲线的切点，交AB 于点Y MAX .其中萃余相R ，原料组成F,萃取相E,萃取液E ’，萃余液R ’。 由图读得两相组成

E 相：y A =15%,y B =2%,y S =82% R 相：x A =9%,x B =92%,x S =2% 最大萃取剂用量y max =92% 最小萃取剂用量y min =28%