2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题

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2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（一） (2)

2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（二） (15)

2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（三） (27)

2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（四） (38)

2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（五） (49)

专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！ 第 2 页，共 58 页 2018年上海交通大学生命科学技术学院832化工原理考研基础五套测试题（一） 说明：根据本校该考试科目历年考研命题规律，结合出题侧重点和难度，精心整理编写。基础检测使用。共五套试题，均含有详细答案解析，也是众多专业课辅导机构参考借鉴资料，考研必备。 ——————————————————————————————————————————

一、简答题

1． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量低于的水分称为平衡水，高于的水分称为自由水。

当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为物料中大于的那部分水分称为非结合水，小于

的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含

水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

2． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？

【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。

3． 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？

【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。

二、计算题

4． 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为

流量为2000kg/h 的苯在内管中从80°C 冷却到50°C 。冷却水在套管环隙从15°C 升到35°C 。苯的对流传热系数水的对流传热系数

忽略污垢热阻。试求： （1）冷却水消耗量；

（2）并流和逆流操作时所需的传热面积；

（3）如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。

【答案】（1）苯在定性温度下的定压比热容水在定性温度下的定压比热容列热量衡算式为

由

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得冷却水消耗量

（2）设以内表面积

为基准的总传热系数为

碳钢的导热系数

则

得

本题管壁热阻与其他传热阻力相比很小，可忽略不计。

对并流操作：

对逆流操作：

因

（3）逆流操作时

则有

设冷却水出口温度为

则有

为简便起见，由算术平均傕得

水的定性温度

查得

则冷却水消耗量

逆流操作比并流操作可节省冷却水

可见，若使逆流与并流操作时的传热面积相同，则逆流时冷却水出口温度由原来的35°C 变为46.6°C ，在传热量Q 相同条件下，冷却水消耗量减少了36.6%。

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5． 在常压并流操作的干燥器中，用热空气将某物料由初含水量1.2kg 水/kg 绝干料干燥到终含水量0.1kg 水/ kg 绝干料。空气进11温度为140°0、湿度为0.01 kg 水/ kg 绝干气，

空气出口温度为

。干燥器中空气经历等焓干燥过程。根据实验，表面汽化阶段的干燥速率可用下式表示：

升温段的干燥速率可用下式表示

试计算完成上述任务所需的干燥时间。

【答案】空气与物料在干燥器的变化情况如图所示。

空气在干燥器经历等焓过程，所以即

解得

设表面汽化阶段与升温段的交点处的空气湿度

为

物料含水量相应

为

据

干气，

沿等焓线查I-H 图得

根据干燥速率表达式有

对干燥器作物料衡算，有

自干燥器入口至分界点处作物料衡算，有

将式（4）代入式（5），有

联立求解式（3）、式（6）得

因所以干燥过程经历表面汽化与升温两个阶段。设该两段所用的干燥时

间分别为

则有

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