化工原理(下)考試3.doc

一、填空題：(25分)1、(4分)將含苯70 mol%的苯-甲苯溶液加熱汽化，進(jìn)行簡(jiǎn)單蒸餾，到殘液中苯的濃度為63.3 mol%為止。苯-甲苯可作為理想溶液，其相對(duì)揮發(fā)度均值為2.47。則其汽化率為_(kāi)，汽相產(chǎn)物的平均組成為_(kāi)。2、(4分)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，_不同，兩相在塔板上的接觸狀態(tài)亦不同，氣液兩相在塔板上的接觸情況可大致分為_(kāi)、_、_三種狀態(tài)。3、(5分)塔板的負(fù)荷性能圖對(duì)檢驗(yàn)塔的設(shè)計(jì)是否合理、了解塔的操作狀況以及改進(jìn)塔板操作性能具有一定的指導(dǎo)意義。負(fù)荷性能圖通常由_、_、_、_、_幾條曲線組成。4、(4分)空塔氣速是指_?？账馑俚纳舷抻蒧決定，下限由_決定。適宜的空塔氣速應(yīng)介于兩者之間。5、(3分)已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸收時(shí)，平衡關(guān)系服從亨利定律，氣膜吸收系數(shù)kG=2.7410-7kmol/(m2.s.kPa)，液膜吸收系數(shù)kL=6.9410-5 m/s，溶解度系數(shù)H=1.5 kmol/(m3.kPa)。則氣相吸收總系數(shù)為KG為_(kāi)kmol/(m2.s.kPa)，該吸收過(guò)程為_(kāi)控制。6、(5分)描述物質(zhì)分子擴(kuò)散現(xiàn)象的基本規(guī)律為_(kāi)，它表示_，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)。設(shè)在101.3kPa、0 下的O2與CO混合氣體中發(fā)生穩(wěn)定的分子擴(kuò)散過(guò)程，CO氣體為停滯組分。已知相距0.2cm的兩截面上O2的分壓分別為13.33kPa和6.67kPa，若擴(kuò)散系數(shù)為0.185cm2/s，則O2的傳遞速率為_(kāi)kmol/(m2.s)。二、作圖題：（27分）1、 (7分)下圖為雙塔吸收流程，試在y-x圖上定性畫(huà)出吸收流程中A、B兩塔的操作線和平衡線，并標(biāo)出兩塔對(duì)應(yīng)的進(jìn)、出口濃度。 x3 y2 A B y1 y3 x1 x2 注： 兩塔的液體量相等2、(10分)在濕空氣的I-H圖上，已知濕度線H，相對(duì)濕度線，焓值線I和三個(gè)溫度線t、tw、td在圖上的位置。寫(xiě)出在下列條件下，濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)在圖上的位置代號(hào)（若此點(diǎn)不能確定則打“”）。 I t tw td 0 H 已知條件ttwtwtdHtdHtdttwItwHIHtw狀態(tài)點(diǎn)代號(hào)3、(10分)用多級(jí)逆流接觸萃取處理含有溶質(zhì)A 30%的（A+B）混合液1000 kg/h，純?nèi)軇㏒的用量為350 kg/h。要求最終萃余相Rn中溶質(zhì)A的組成不超過(guò)7%（以上均為質(zhì)量百分率）。試求：（1）所需理論級(jí)數(shù)； （2）最終萃取相的量及組成。 A 1.0 B 0 1.0 S 三、計(jì)算題1、 (20分)用一常壓操作的連續(xù)精餾塔，分離含苯44%、甲苯56%的料液，要求餾出液中含苯不低于97.5%，殘液中含苯不高于2.35%（以上均為摩爾百分率）。原料液為氣化率2/3的氣液混合物，選用的回流比是最小回流比的1.66倍。塔頂、加料板、塔底條件下純組分的飽和蒸汽壓列于下表中： 組分飽和蒸汽壓，kPa塔頂加料板塔底苯104146.7226.6甲苯406097.3試用簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)及加料板位置。2、(15分)含H2S 2.510-5（摩爾分率，下同）的水與空氣逆流接觸以使水中的H2S脫除，操作在1 atm、25 下進(jìn)行，物系的平衡關(guān)系為Y=545X，水的流率為5000 kg/(m2.h)。試求：（1）為使水中的H2S降至0.110-5所需的最少空氣用量； （2）當(dāng)空氣用量為G=0.40 (kmol/h.m2)，設(shè)計(jì)時(shí)塔高不受限制，可以規(guī)定離開(kāi)解吸塔的水中含H2S最低濃度是多少？示意畫(huà)出該種情況下的解吸操作線。3、(13分)某濕物料經(jīng)過(guò)5.5h的干燥，含水量由0.35 kg/kg干料降至0.10 kg/kg干料。若在相同的干燥條件下，要求物料含水量由0.35 kg/kg干料降至0.05