奧鵬教育中國石油大學(xué)在線考試(主觀題)-《化工原理二》

奧鵬教育中國石油大學(xué)在線考試(主觀題)《化工原理二》奧鵬教育中國石油大學(xué)在線考試(主觀題)《化工原理二》/NUMPAGES9奧鵬教育中國石油大學(xué)在線考試(主觀題)《化工原理二》奧鵬教育中國石油大學(xué)在線考試(主觀題)《化工原理二》中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期末考試《化工原理二》學(xué)習(xí)中心：______________姓名：___________學(xué)號：____________關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書籍、報刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績?yōu)椤?”。2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語有50%以上相同者判為雷同，成績?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒有對老師題目進行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯卷”，成績?yōu)椤?”。一、填空題（36分，每空2分）1.在1atm，0℃條件下，CO2在空氣中的擴散系數(shù)為1.38×10-5m2/s。若保持壓力條件不變，溫度增加到25℃，則擴散系數(shù)變?yōu)?.77×10-9m2/s；若保持溫度為0℃，壓力增大到2atm，則擴散系數(shù)變?yōu)?.84×10-9m2/s。2.30℃下CO2水溶液的亨利系數(shù)1.885×105kPa，該溫度下CO2分壓為15kPa的混合氣與含CO20.002kmol/m3的水溶液接觸，CO2的傳質(zhì)方向為吸收。3.利用精餾塔分離二元理想混合物，進料量為100kmol/h，進料摩爾分?jǐn)?shù)為0.6，要求塔頂輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)不小于0.9，則塔頂產(chǎn)品量的最大值為63.2kmol/h。4.用純?nèi)軇┪漳扯旌蠚庵械娜苜|(zhì)。在操作范圍內(nèi)，體系的相平衡關(guān)系滿足亨利定律，氣液兩相逆流操作。當(dāng)入塔氣體的濃度下降時，而其它入塔條件不變，則氣體的出塔濃度上升，溶質(zhì)的吸收率提高，吸收液的出塔濃度降低。5.當(dāng)精餾塔進料為汽液混合物且汽液比為3∶2時，進料熱狀況參數(shù)為0.6。6.某連續(xù)精餾塔中，若精餾段操作線方程的截距為零，則精餾段操作線的斜率等于1，回流比等于0。7.精餾過程設(shè)計時，降低操作壓力，則相對揮發(fā)度增加，塔頂溫度降低，塔底溫度降低。8.濕度為H0、相對濕度為0、干球溫度為t0的濕空氣，經(jīng)過一個間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，空氣的濕度為H1、相對濕度為1、干球溫度為t1，則H0＜H1，01，t0＞t1。9.在恒定干燥條件下，已知：10%，30%，結(jié)合水為15%（均為干基）。今有濕料100kg，含水40%（濕基）與熱空氣長時間充分接觸至平衡，則干燥過程除去非結(jié)合水44kg，降速階段除去結(jié)合水12kg。▲LV二、簡答題（▲LV負(fù)荷性能圖是重要的塔板分析技術(shù)，其示意圖如下。1.簡單說明各線的意義；2.如操作點為▲，試分析其操作狀態(tài)，并給出合理的建議。答：1.檢驗設(shè)計點是否理想，也就是設(shè)計的塔的負(fù)荷適應(yīng)性程度大不大，一般希望設(shè)計點盡可能居中；2.用于實際操作，作為實際操作的依據(jù)，此圖規(guī)定了塔正常操作的氣液相流量的上下限。2.操作點位于操作區(qū)的適中位置，可望獲得穩(wěn)定良好的操作效果三、計算題（54分）1.（20分）用板式精餾塔在常壓下分離苯—甲苯溶液，塔頂為全凝器，塔底間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為2.47。進料量為150kmol/h，組成為0.4（摩爾分率）的飽和蒸汽。回流比為4。塔頂餾出液中苯的回收率為0.97，塔底殘液中甲苯的回收率為0.95。求：①塔頂餾出液及塔底殘液的組成；②精餾段及提餾段操作線方程；③回流比與最小回流比的比值；④塔頂?shù)诙K板上升的汽相組成。解：：(1)D×xD=0.97×F×xFW×(1－xW)=F×(1－xF)×0.95D+W=F=150D×xD+W×xW=F×xF=150×0.4=60W=87.3kmol/hD=62.7kmol/hxD=92.8%xW=2.06%(2)精餾段操作方程y(n+1)=xn×R/(R+1)+xn/(R+1)=0.8xn+0.1856提餾段操作線方程為y(n+1)’=L’×xn’/V’-xw/V’q=0，V’=(R+1)D-F，L’=DRy(n+1)’=xn’×R×D/[(R+1)D-F]-W×xW/[(R+1)D-F]=1.534xn’-0.011(3)∵q=0，yc=xF=0.4，y=α×x/[1+(α-1)x]∴xc=0.02125Rmin=(xn-yc)/(yc-xc)=(0.928-0.4)/(0.4-0.2125)=2.816R/Rmin=4/2.816=1.42(4)Emvl=(y1-y2)/(y1*-y2)=0.6y1*=α×x1/[1+(α-1)x1]全回流時y2=x1,y1=xD=0.98∴y1*=2.47y2/(1+1.47y2)∴Emvl=(0.98-y2)/[2.47y2/(1+1.47y2)-y2]=0.6y2=96.93%(mol%)y2’=78×0.9693/[78×0.9693+(1-0.9693)]=96.4%(質(zhì)量%)2.（18分）某填料吸收塔中用純?nèi)軇┠媪魑漳扯旌蠚庵械慕M分A，已知填料層高4m，入塔氣體的濃度為0.02（摩爾分率，下同），溶劑對A組分的吸收率為80%，出塔液相的組成為0.008，操作條件下的氣液相平衡關(guān)系為。求：①氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；②操作液氣比為最小液氣比的多少倍；③若氣、液相的量和進口組成保持不變，將該塔串聯(lián)一個同樣的塔，那么氣相出口濃度是多少？④如果該混合氣經(jīng)吸收后，出塔濃度仍然達(dá)不到環(huán)保要求，請問可以采取哪些措施提高溶劑對A組分的回收率？3.（16分）以空氣為干燥介質(zhì)干燥某種濕物料，原空氣的體積流量為1800m3/h，溫度為30℃，濕度為0.012kg/kg?？諝庀冉?jīng)間壁式加熱器預(yù)熱至100℃后再進入干燥器；濕物料處理量為400kg/h,要求從含水率10%干燥至0.5%（均為濕基），若干燥過程可視為等焓過程，試確定：①水分汽化量；②空氣離開干燥器時的溫度和濕度；③加熱器對空氣提供的熱量。解：（1）G1=400kg/h，GC=400×0.90=360kg/hX1=10/90=0.111，X2=0.005/0.995=0.00502∴W=GC（X1-X2）=38.2kg/h（2）已知新鮮空氣的流量為1800m3/h，則根據(jù)新鮮空氣的質(zhì)量體積VH，可得絕干氣的消耗量。VH=(1/29+H/18)×22.4×(273+t)/273×1.013×105/P=0.86m3/kg∴L=1800/0.83=2169kg/hL(H2-H1)=W∴H2=0.030kg水/