化工原理(下冊(cè))期末試題樣卷及答案

化工原理

(

下冊(cè))

期末試題樣卷及答案（

分，每空

分）、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將__________，（

分，每空

分）、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將__________，將__________

。 相組成

，相應(yīng)的露點(diǎn)為

t

。則

t

與

t大小關(guān)系為。 全 于泡點(diǎn)下回流，則回流比

R=。要求為

xx,加料熱狀態(tài)

q

已選定,今若選擇較大的回流比

R,則

N____,填料層增高一些，則該塔的 H

將、在吸收塔的設(shè)計(jì)中，當(dāng)氣體流量、氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減小吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng)力將_____________

，設(shè)備費(fèi)用將___________

。、某二元混合物，其中

A

為易揮發(fā)組分。液相組成

x

=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t

；汽、簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度逐

漸

________

，

其

沸

點(diǎn)

則

逐

漸_________。、已知塔頂?shù)谝粔K理論板上升的汽相組成為

y

=0.63（摩爾分率，下同），將其部冷凝為泡點(diǎn)液體，該液體在貯罐內(nèi)靜止分

x

=0.9

x

=0.5、設(shè)計(jì)精餾塔時(shí)，已知原料為

F,x ,分離 L/V_______

(增加,不變,減少)、萃取操作依據(jù)是___________________________________________

擇萃0.4kmol/(ms)

。0.4kmol/(ms)

。

則

該

吸

收

過(guò)

程

為_(kāi)__________________________

、___________________________

和_________________________________

。、有一實(shí)驗(yàn)室裝置將含A

10%的A、B混合物料液50公斤和含A

80%的A、B混合物料液20公斤混合后，用溶劑S進(jìn)行單級(jí)萃取，所得萃余相和萃取相脫溶劑后又能得到原來(lái)的10%

A和80%

A的溶液。問(wèn)此工作狀態(tài)下的選擇性系數(shù)β＝____________、在101.3kPa下，不飽和濕空氣的溫度為295K、相對(duì)濕度為69%，當(dāng)加熱到303K時(shí)，該空氣下列參數(shù)將如何變化？

相對(duì)濕度______，濕球溫度______，露點(diǎn)______。100kPa,

溫度為40℃,相對(duì)濕度為

50%,

已查出

40℃時(shí)水的飽和蒸氣壓

Ps

為7.375

kPa,

則此濕空氣的濕度

H是____________kg

水/kg

絕干氣,其焓是____________kJ/kg

絕干氣。、對(duì)某低濃度氣體吸收過(guò)程，已知相平衡常數(shù)m

=

2，氣、液兩相的體積傳質(zhì)系數(shù)分別為k

a

=

210kmol/(ms)，k

a

= ________阻力控制。（A）氣膜 （B）液膜 （C）氣、液雙膜 （D）無(wú)法確定塔頂為x

，塔底為x

，若塔釜上升蒸汽量

不變，加料熱狀態(tài)由原來(lái)的飽和蒸汽改和

W

塔頂為x

，塔底為x

，若塔釜上升蒸汽量

不變，加料熱狀態(tài)由原來(lái)的飽和蒸汽改和

W

一定，并保持實(shí)際操作氣速不變，而

qH的濕空氣的溫度為，濕度為H，相對(duì)濕度為，（１5

分，每小題

5

分）

（A）增加 （B）減少 （C）

(A)

增大 (B)下降 (C) 為飽和液體，則所需理論板N

。不變 （D）不確定13、在精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)

F、x

、R、D值減小，則___ ____

。（A（B）精餾段塔徑增大，提餾段塔徑不變（C（D）精餾段塔徑減小，提餾段塔徑減小部分互溶體系的單級(jí)萃取過(guò)程中，若加入的純?nèi)軇┝吭黾佣渌僮鳁l件不變，則萃取液濃度

o__ _____。不變 (D)變化趨勢(shì)不確定空氣，經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，則__

__ _(A)

H>H； （B）>； （C）H<H； （D）<

。、操作中的吸收塔，若吸收劑入塔濃度

降低，其他操作條件不變，試定性分析氣體（設(shè)所涉及范圍內(nèi)分配系數(shù)k

均相同）出塔濃度

、液體出塔濃度

（設(shè)所涉及范圍內(nèi)分配系數(shù)k

均相同）可畫(huà)圖說(shuō)明：不變條件下，

只能變小、精餾塔在一定條件下操作，若回流液由飽和液體改為冷液時(shí)，其塔頂產(chǎn)品組成有何變化？為什么？、提高干燥時(shí)氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時(shí)

;

x

值將會(huì)變大還是變小

?

試從干燥機(jī)理加以分析。三、萃取計(jì)算題（

分）用純?nèi)軇┻M(jìn)行單級(jí)萃取，x

（質(zhì)量分率，下同），萃取相中A的濃度與萃余相中A的濃度相同，采用溶劑比為。試求：（）選擇性系數(shù)

；（）當(dāng)溶劑用量為最少時(shí)的萃取液濃度

o。四、干燥計(jì)算題（

分）附：濕空氣比體積計(jì)算公式：

附：濕空氣比體積計(jì)算公式：

H=

（

×

15℃濕含量為

0.0073Kg

水／

Kg

絕干氣，焓為35KJ

／Kg

絕干空氣；空氣進(jìn)干燥器溫度為90℃，焓為

109KJ/Kg

絕干氣；空氣出干燥器溫度為５０℃；濕含量為

0.023Kg

水/Kg絕干氣；進(jìn)干燥器物料含水量為

0.15Kg

水/Kg

絕干料；出干燥器物料含水量為0.01Kg水／Kg

絕干料；干燥器生產(chǎn)能力為237Kg/h（按干燥產(chǎn)品計(jì)）。試求：（1Kg

絕干氣/h）；（2）進(jìn)預(yù)熱器前風(fēng)機(jī)的流量（ｍ/s）；（3）預(yù)熱器加入熱量（KW）（預(yù)熱器熱損失可忽略）。×H）×五、吸收計(jì)算題（15

分）在填料塔中，用純吸收劑逆流吸收某氣體混合物中的可溶組分A，已知?dú)怏w混合物中溶質(zhì)A的初始組成為0.05

，通過(guò)吸收，氣體出口組成為0.02

，溶液出口組成為0.098

（均為摩爾分率），操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y

=

0.5x，并已知此吸收過(guò)程為氣膜控制，試求：(1)

氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N

；(2)進(jìn)口組成不變的情況下，溶質(zhì)A

被吸收的量變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？。試求：六、精餾計(jì)算題（

。試求：含苯（摩爾分率，下同）、流量為的苯

甲苯混合液在一常壓連續(xù)操作的精餾塔內(nèi)進(jìn)行分離。按工藝要求塔頂餾出液中苯含量不低于

，苯的回收為，泡點(diǎn)進(jìn)料和泡點(diǎn)回流，且

，（）

塔頂、塔底產(chǎn)品量

、（）及塔底產(chǎn)品濃度；（）

寫出此操作條件下的精餾段操作線方程；（）

寫出此操作條件下的提餾段操作線、

L、G、

L、G

不變，H不變、不變；又不變，由此可知

。、從泡點(diǎn)回流改為冷液回流時(shí)，

↑。其

6、減少，增大 7、溶液中各組分在溶劑（）

若在塔操作中將上述進(jìn)料濃度改為，而維持F、、R、不變，能否達(dá)到分離要求？化工原理（下冊(cè)）B

卷試題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案一、

填空選擇題（25

分，每空

1

分）1、不變，增大 2、減小、增加 3、

4、降低，升高 5、2.08 中溶解度有差異、較強(qiáng)溶解能力、較高選擇性、易于回收 8、

36 9、降低，升高，不變 10、0.0238、

101.69/100.6911、A 12、A 13、A 14、D 15、B二、問(wèn)答題（１

分，每小題

分）

mx

mx

mx 至于

的變化，則可用排除法判斷：假設(shè)不變或變大，可見(jiàn)均與

不變相矛盾。因此，必變小。原因是：冷液回流至塔頂時(shí)，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓钠胶饩€靠近，所需

T

減少，這也有利于分等速階段

U平衡線靠近，所需

T

減少，這也有利于分等速階段

U

增加

,隨著

U

↑,內(nèi)部水分?jǐn)U散不及的現(xiàn)象就可能提前來(lái)臨,即x

↑。也就是

:臨界含水量

x

隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。N

(

)

(

)；氣速增大

和增大

N

r使氣相易揮發(fā)組分增濃。同時(shí)，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，使得精餾段實(shí)際回流比增大，操作線向離。x、

↑ 因?yàn)樘岣吒稍飼r(shí)氣流速度可導(dǎo)致x w w w物料本性、氣固接觸方式均相同條件下，N

三、萃取計(jì)算題（分、，結(jié)果允許有誤三、萃取計(jì)算題（分、，結(jié)果允許有誤（）作圖法求解：連接F、兩點(diǎn)，因?yàn)?，所以FS中點(diǎn)即為合點(diǎn)。R

R

E

（）設(shè)FS線與平衡線左交點(diǎn)為，過(guò)差） E E′FB 又

，故過(guò)作水平線RE即為連結(jié)線， 連接SE、SR，并延長(zhǎng)至

E

由圖上可讀出

，

/

/ /

/

/

/

/

作水平線E，則E即為用量最少時(shí)虛線位置SE

并延長(zhǎng)至AB

o虛線位置四、干燥計(jì)算題（

分，每小題

分）１．求絕干空氣量

V（考察

X

與

w

之間的關(guān)系）Ｇ

C

＝

Ｇ

2

(1-

ｗ

2

)=

Ｇ

2

／(1+X2

)=237/(1+0.01)=234.7Kg

絕干料/hＷ

＝

Ｇ

C （

X1 -X2 ）

＝234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/hV=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg

絕干氣/h２．求風(fēng)機(jī)流量

LH=

（

×

×

）

×=（×××0.0073=0.825m濕空氣/Kg

絕干氣L ＝ V × ｖ H=0.825×2096=1729.2m

/h=0.480

m/S３．求預(yù)熱器加入熱量ＱPＱP

=

V（Ｉ1

－Ｉ0

）＝2096(109-35)=155104KJ/h=43.08KW五、吸收計(jì)算題（15

分/9、6）(1) 屬低濃氣體吸收

,x

=0L

；

m

LG

mGL

mG

mx

mG

L

mx

L

(2)

L增大一倍時(shí)，因吸收過(guò)程為氣膜控K

a不變，H

N

也不變。 而

L

，則

L增大一倍后，溶質(zhì)A被吸收的量＝

L增大一倍后，溶質(zhì)A被吸收的量＝

而原狀況下溶質(zhì)A被吸收的量＝

倍) 六、精餾計(jì)算題（

分、、、）（）

Fx F

W

W（）泡點(diǎn)進(jìn)料，

（）泡點(diǎn)進(jìn)料，

W

F