濟(jì)南大學(xué)化學(xué)工程基礎(chǔ)期末考試題庫期末考試試題復(fù)習(xí)備考

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一、填空題

1.流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)型態(tài)分為①和②,在兩種流動(dòng)型態(tài)之

間的區(qū)域稱為③區(qū)。

①層流；②湍流；③過渡區(qū)

2.計(jì)算流體流過閥門、彎頭等局部阻力的局部阻力損失的方法有①和②—

_______兩種。

①當(dāng)量長(zhǎng)度法；②局部阻力系數(shù)法

3.管路特性曲線與離心泵特性曲線的交點(diǎn)稱為離心泵的①,如果開大離心泵

的出口閥門，則離心泵的流量應(yīng)②。

①工作點(diǎn)；②增大

4.用降塵室分離含塵氣體中某一直徑顆粒，如果增大降塵室的高度而不改變降塵室的底面

積，則該降塵室所處理的最大氣量_________。

不變

5.提高操作壓力能使板框壓濾機(jī)的過濾推動(dòng)力①,得到同樣體積的濾液所需

時(shí)間②。

①增加；②減少

6.輸送水蒸氣的鋼管外面包上由兩層相同厚度的保溫材料組成的保溫層，若保溫層的厚度

不變，將熱導(dǎo)率小的保溫材料作為內(nèi)層保溫效果①:整個(gè)保溫層的熱阻

②。

①較好；②較大

7.大容積液體沸騰現(xiàn)象有①_________沸騰和②沸騰之分，工業(yè)上的沸騰傳

熱裝置一般是按③沸騰設(shè)計(jì)的。

①核狀；②膜狀；③核狀

8.易溶氣體的吸收過程屬于①控制過程，傳質(zhì)總阻力主要集中在②側(cè)，提

高吸收速率的有效措施是提高③相流體的流速和湍動(dòng)程度。

①氣膜；②氣膜；③氣

9.當(dāng)精儲(chǔ)操作中的q線斜率大于1時(shí)，則進(jìn)料熱狀態(tài)為①________，或?yàn)棰赺____________。

①冷液體；②過熱蒸汽

10.分離過程按照原理不同，可分為①—，②—，③—三類。

①機(jī)械分離；②傳質(zhì)分離；③反應(yīng)分離

11利用各組分—的差異將液體混合物加以分離的單元操作稱為蒸儲(chǔ)。

揮發(fā)度

12分離因子的計(jì)算公式為①—?對(duì)于一個(gè)有效的分離過程，分離因子應(yīng)②—o

①上%:②遠(yuǎn)大于1

*2i/尤2j

13在恒沸蒸儲(chǔ)中所添加的第三組分稱為①—或②—。

①恒沸劑；②夾帶劑

14分子蒸儲(chǔ)的分離因子與—相關(guān)。

相對(duì)分子質(zhì)量

15反滲透過程可分為三類：①,②—，③—。

高壓反滲透：②低壓反滲透；③納濾

16膜表皮層的毛細(xì)孔接近或等于純水層厚度一倍的微孔膜能獲得最佳的分離效果。

17兩種聚合物溶液或一種聚合物與一種小分子物質(zhì)混合時(shí)，是否會(huì)形成雙水相，取決于

①和②兩個(gè)因素。

①混合焙增；②分子間相互作用力

18.流體在圓管內(nèi)湍流流動(dòng)時(shí)，在徑向上從管壁到管中心可分為①、

②、③三個(gè)區(qū)域。

①層流內(nèi)層；②過渡層；③湍流主體

19流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失可分為①和②兩種。

①直管阻力；②局部阻力

20.離心泵用出口閥門調(diào)節(jié)流量實(shí)質(zhì)是改變①曲線，用改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量實(shí)質(zhì)是

改變②曲線。

①管路特性；②泵特性

21.降塵室和旋風(fēng)分離器的臨界顆粒直徑是指。

能夠完全被除去的最小顆粒直徑

22.升高氣體溫度能夠使降塵室的生產(chǎn)能力①,原因是②。

①下降：②氣體黏度增大，沉降速度下降

23.多層平壁構(gòu)成的保溫層中，每層厚度相同，如果某層材料的熱導(dǎo)率越大，則該層的熱阻

就越①;其兩側(cè)的溫度差越②。

①??；②小

24.大容積液體沸騰現(xiàn)象有①沸騰和②沸騰之分,工業(yè)上的沸騰傳

熱裝置一般是按③沸騰設(shè)計(jì)的。

①核狀；②膜狀；③核狀

25.難溶氣體的吸收過程屬于①控制過程，傳質(zhì)總阻力主要集中在②側(cè)，

提高吸收速率的有效措施是提高③________相流體的流速和湍動(dòng)程度。

①液膜；②液膜；③液

26.當(dāng)精儲(chǔ)操作中的q線方程為x=XF時(shí)，則進(jìn)料熱狀態(tài)為①,此時(shí)勺=②o

①飽和液體；②1

27.反應(yīng)分離是指①o如：②③。

①混合物中的某組分可借助于化學(xué)反應(yīng)將其從混合物中分離出來或直接去除。②水的軟化、

③二氧化硫的脫除。

28.已工業(yè)化應(yīng)用或具有工業(yè)應(yīng)用前景的分子蒸儲(chǔ)設(shè)備為:①—,②—,③—,④—。

①靜止式、②降膜式、③離心式、④多級(jí)式。

29.溶質(zhì)在一種溶劑中的溶解度取決于兩種分子之間的作用力，它隨著分子的靠近而。

增加

30.根據(jù)分離方法的不同，可以把超臨界萃取流程分為①—，②—，③三種基本流

程。

①等溫、②等壓、③吸附法

31.吸附過程通常包括：①—,②—，③—，④—o

①待分離料液與吸附劑混合、②吸附質(zhì)被吸附到吸附劑表面、③料液流出、④吸附質(zhì)解吸回

收。

32.超臨界流體萃取中，夾帶劑的揮發(fā)性介于①___與②之間，在超臨界流體中可混

溶。

①溶質(zhì)②溶劑

33.按照物理化學(xué)原理不同，分離過程可分為①和②兩類。

①平衡分離過程②速率分離過程

34.分離過程中的分離媒介可以是①、②和③。

①能量②物質(zhì)③壓力

35.固體表面能產(chǎn)生吸附作用的根本原因是。

降低表面能

36.納濾膜膜面或膜內(nèi)一般帶有①,對(duì)②及二價(jià)以上離子才有較高的

截留率。

①負(fù)電荷②分子量大于200

37.離子交換分離法是通過試樣離子在①和②之間的分配而達(dá)到分離

的方法。

①固定相②淋洗液

38.分子蒸儲(chǔ)設(shè)備主要有四種工業(yè)方法，即①、②和靜止式、多級(jí)式。

①降膜式②離心式

39.一般認(rèn)為對(duì)于沸點(diǎn)差小于3℃的物系，或者的物系，用普通的精微方法進(jìn)

行分離在經(jīng)濟(jì)上是不適宜的。

相對(duì)揮發(fā)度接近1

二、選擇題

1.離心泵的安裝高度過大會(huì)發(fā)生下列不正?，F(xiàn)象中的哪一種？（）

A.葉輪不轉(zhuǎn)動(dòng)B.泵的軸功率過大

JC.汽蝕D.流量過大

2.在恒壓過濾過程中，隨過濾過程的進(jìn)行，過濾介質(zhì)的阻力（）。

VA.始終不變B.逐漸增大

C.逐漸減小D.先增大后減小

3.在套管式換熱器中用飽和水蒸汽加熱空氣，水蒸汽一側(cè)的熱阻（）空氣一側(cè)的熱阻。

A.遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于JB.遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于

C.等于D.二倍于

4.將混合氣體中的溶質(zhì)組分用某種液體分離的操作稱為吸收，操作溫度和操作壓力對(duì)吸收操

作有重要影響，（）對(duì)吸收不利.

A.提高溫度和壓力B.降低溫度和壓力

，C.提高溫度和降低壓力D.降低溫度和提高壓力

5.精儲(chǔ)操作的回流比是影響精鐲操作的重要參數(shù)，直接影響精饋操作的操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用。

精儲(chǔ)中最小回流比是（）時(shí)的回流比。

A.理論板數(shù)最少JB.理論板數(shù)為無窮大

C.理論板數(shù)為十塊D.設(shè)備費(fèi)用最少

6.表壓強(qiáng)=（）0

A.大氣壓強(qiáng)一絕對(duì)壓強(qiáng)B.大氣壓強(qiáng)+絕對(duì)壓強(qiáng)

C.絕對(duì)壓強(qiáng)JD.絕對(duì)壓強(qiáng)一大氣壓強(qiáng)

7.粗糙管的摩擦系數(shù)人是計(jì)算直管阻力損失的重要參數(shù)，在層流區(qū)，粗糙管的摩擦系數(shù)入

數(shù)值（）。

JA.只取決于ReB.只與管徑有關(guān)

C.只取決于相對(duì)粗糙度D.只取決于粗糙度

8.功率是單位時(shí)間所做的功，離心泵是工業(yè)生產(chǎn)中消耗能量較多的設(shè)備。離心泵的有效功率

是（）。

A.泵軸所需的功率B.供給離心泵能量的電機(jī)功率

C.液體在泵內(nèi)損失的能量VD.單位時(shí)間液體從泵的得到的能量

9.強(qiáng)化傳熱的途徑有：①增大傳熱面積；②（）;③增大總傳熱系數(shù)K。

A.使平均溫度差不變B.減小平均溫度差

C.減小換熱器的機(jī)械強(qiáng)度JD.增大平均溫度差

10.當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度CA等于與氣相平衡的濃度或時(shí)，（）o

A.發(fā)生解吸過程VB.既不會(huì)發(fā)生吸收也不會(huì)發(fā)生解吸

C.發(fā)生吸收過程D.可能發(fā)生吸收也可能發(fā)生解吸

11分子蒸儲(chǔ)中，分子自由程（）蒸發(fā)面-冷凝面距離的分子（）。

A.大于，在蒸發(fā)面冷凝B.小于，在蒸發(fā)面冷凝

VC.大于，在冷凝面冷凝D.小于，在冷凝面冷凝

12萃取精錨的萃取劑一般沸點(diǎn)（）,精儲(chǔ)時(shí)從（）排出。

A.較低，塔頂B.較高，塔頂

C.較低，塔釜VD.較高，塔釜

13下列關(guān)于超臨界流體萃取的敘述正確的為：（）

A.可通過降溫來降低被萃取組分在超臨界流體中的溶解

度

VB.超臨界流體對(duì)被萃取組分的溶解度隨溫度升高而降

低

C.壓力升高，被萃取組分在超臨界流體中的溶解度變小

D.吸附萃取法的分離器中的吸附劑只吸附萃取劑

14雙水相系統(tǒng)的（）一般隨聚合物的分子量、濃度以及鹽析鹽濃度的增大而（）。

A.疏水作用，減小B.靜電作用，減小

JC.疏水作用，增大D.靜電作用，增大

15下列那種方法能用于濃縮廢水中的CN+：（）

A.微濾B.超濾

C.陽離子交換樹脂JD.納濾

16.流體在圓形直管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)，速度分布曲線為（）形狀，管中心處點(diǎn)速度為截面

平均速度的（）。

A.直線，2倍JB.拋物線，2倍

C.直線，1/2D.拋物線，1/2

17.湍流與層流的本質(zhì)區(qū)別是（）o

A.湍流的流速大于層流的B.湍流的Re值大于層流的

C.湍流時(shí)邊界層較薄JD.層流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng)

18.水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，管道上的閥門開度

減小后，水流量將（），管路機(jī)械能損失將（）。

VA.減小，不變B.減小，增大

C.增大，不變D.增大，減小

19下列具有陰離子交換功能的基團(tuán)為：（）。

A.—COOHVB.—NH2

C.一SO3HD.—C6H50H

20對(duì)稀溶液，不同離子對(duì)樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：離子電荷（），親和力（）。

A.越大，越小B.越大，越小

VC.越大，越大D.越大，不變

21吸附過程中，為增大吸附容量，吸附劑要有很大的（）。

A.外表面積B.內(nèi)表面積

JC.比表面積D.孔徑

22（）吸附劑適宜于從（）溶劑中吸附（）物質(zhì)。

A.極性，極性，非極性B.非極性，非極性，非極性

JC.極性，非極性，極性D.極性，非極性，非極性

23化學(xué)吸附的發(fā)生（）活化能且速度較（），一般（）。

A.不需要，快，不可逆B.不需要，快，可逆

VC.需要，慢，不可逆D.需要，慢，可逆

24離心泵啟動(dòng)前必須先灌泵，其作用是為了防止發(fā)生（），而后需關(guān)閉出口閥再啟動(dòng),

其目的是（）;離心泵安裝高度不當(dāng)，會(huì)發(fā)生（

A.汽蝕現(xiàn)象，減小啟動(dòng)功率，氣縛現(xiàn)象B.汽蝕現(xiàn)象，增大啟動(dòng)電壓，氣縛現(xiàn)象

VC.氣縛現(xiàn)象，減小啟動(dòng)功率，汽蝕現(xiàn)象D.氣縛現(xiàn)象，增大啟動(dòng)功率，汽蝕現(xiàn)象

25.在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素?zé)o關(guān)的是（）。

A.顆粒的幾何尺寸B.顆粒與流體的密度

?JC.流體的水平流速D.顆粒的形狀

26.工業(yè)上使用列管式換熱器時(shí)，需要根據(jù)流體的性質(zhì)和狀態(tài)確定其是走管程還是走殼程。

一般來說，蒸汽走（）;高壓流體走（）;黏度大的流體走（）.

VA.殼程，管程，殼程B.管程，管程，殼程

C.殼程，管程，管程D.管程，殼程，管程

27.若化學(xué)反應(yīng)在（）上進(jìn)行,稱為催化蒸儲(chǔ)。

A.液相VB.固體催化劑與液相的接觸表面

C.氣-固相界面D.氣相

28.一般萃取精儲(chǔ)的熱量消耗(），恒沸精偏的操作溫度通常比萃取精微（）。

A.較局，JB.較低，低

C.較低，高D.較高，低

29.萃取根據(jù)操作特征可分為(）。

A.化學(xué)萃取、微分萃取B.微分萃取、回流萃取

C.單級(jí)萃取、多級(jí)萃取VD.雙水相萃取、超臨界萃取

30.在雙水相萃取中，常用的聚合物/無機(jī)鹽雙水相系統(tǒng)有PEG/磷酸鉀、PEG/磷酸鉉、

PEG/硫酸鈉等，其上相富含（），下相富含（）。

A.PEG,DxB.Dx,PEG

VC.PEG,無機(jī)鹽D.Dx,無機(jī)鹽

31.雙水相萃取中，生物分子的分配系數(shù)取決于（）與（）之間的各種相互作用。

A.下相，溶質(zhì)B.溶質(zhì)，上相

VC.溶質(zhì)，雙水相系統(tǒng)D.上相,下相

32.（）吸附劑適宜于從（）溶劑中吸附（）物質(zhì)。

A.極性，極性，非極性B.非極性,非極性，非極性

VC.極性，非極性，極性D.極性,非極性，非極性

33.化學(xué)吸附的發(fā)生（）活化能且速度較（）,一般（）。

A.不需要，快，不可逆B.不需要，快，可逆

JC.需要，慢，不可逆D.需要，慢，可逆

34.列管式換熱器中，兩流體均發(fā)生溫度變化，不同流型下兩流體進(jìn)口溫度相同，出口溫度

也相同，則4M#銃（逆源，/力"逆流（）/fml-2折濃。

A.小于，小于JB.小于，大于

C.大于，大于D.大于，小于

35.常壓、25℃低濃度的氨水溶液，若氨水上方總壓增加，則亨利系數(shù)E（）,溶解

度常數(shù)H（）,相平衡常數(shù)m（），對(duì)（）過程不利。

A.不變，不變，增大，吸收B.不變，不變，減少，吸收

C.不變，不變，增大，解吸JD.不變，不變，減少，解吸

36.精儲(chǔ)塔采用全回流時(shí)，在y-x圖中，其操作線（）。

VA.與對(duì)角線重合B.距平衡線最近

C.斜率為零D.在y軸上的截距為1

37.用板框過濾機(jī)在恒壓下過濾懸浮液，若濾餅不可壓縮，且過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。

當(dāng)其他條件不變，過濾時(shí)間加倍，則獲得的濾液量為原來的（）倍；

當(dāng)其他條件不變，過濾時(shí)間減半，則獲得的濾液量為原來的（）倍；

A.1/2,1/2VB.1.414,0.707

C.1/2,0.707D.2,1/2

38.對(duì)稀溶液，不同離子對(duì)樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：水合離子半徑（），親和力（）。

A.越小，不變VB,越小，越大

C.越大，越大D.越大，不變

39.如果所加入的新組分和被分離系統(tǒng)中的一個(gè)或幾個(gè)組分形成（）共沸物從塔頂蒸出，

這種特殊精儲(chǔ)被稱為共沸精儲(chǔ)，加入的新組分叫做（）齊上

A.最低，萃取B.最高，共沸

C.最高，萃取VD.最低，共沸

40.在保持溫度恒定的條件下，通過調(diào)節(jié)（）來控制超臨界流體的萃取能力，或保持（）

不變改變（）來提高其萃取能力。

JA.壓力，密度，溫度B,壓力，溫度，密度

C.密度，溫度，壓力D.密度，溫度，壓力

41.下列具有陰離子交換功能的基團(tuán)為：（）。

A.—COOHJB.—NH2

C.一SO3HD.—C6H50H

42.對(duì)稀溶液，不同離子對(duì)樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：離子電荷（），親和力（）?

A.越大，越小B,越大，越小

VC.越大，越大D.越大，不變

43.恒沸劑通常從（）蒸出，萃取劑從（）排出。

A.塔頂，塔頂JB,塔頂，塔釜

C.塔釜，塔頂D.塔釜，塔釜

44.溶劑和溶質(zhì)之間的分離（即萃取物的釋放）可通過超臨界相的（）來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵冢ǎ?/p>

下溶質(zhì)的溶解度非常（）。

VA.等溫減壓膨脹，低壓，小B.等溫增壓壓縮，高壓，小

C.等溫減壓膨脹，低壓，大D.等溫增壓壓縮，高壓，大

45.超濾過程中一旦凝膠層形成后，凝膠層溶液濃度和主體溶液濃度梯度達(dá)到了（）值,

滲透

速率與UF壓差（）,再增加UF壓差，凝膠層厚度或阻力（），而UF通量（）。

A.最大，成正比，增加，增大B.最小，成反比，增加，減小

VC.最大，無關(guān)，增加，不變D.最小，無關(guān)，減小，不變

46.溶質(zhì)在一種溶劑中的溶解度隨著流體相密度的（）而（）。

VA.增加，增加B.增加，降低

C.降低，不變D.增加，不變

47.操作條件的改變會(huì)促使膜發(fā)生壓密作用，從而造成溶劑透過速率的（）。

A.上升JB.下降

C.不變D.不確定

48.如果混合時(shí)氫鍵數(shù)減少，則呈（）,則有可能出現(xiàn)（）恒沸點(diǎn)混合物；

A.負(fù)偏差，最高B.負(fù)偏差，最低

VC.正偏差，最高D.正偏差，最低

49.膜表皮層的毛細(xì)孔接近或等于（）二倍的微孔膜具有最佳滲透通量和分離效果。。

A.膜厚度B.膜直徑

VC.純水層厚度D.膜支撐層

50.分離水溶液中分子量為800Dalton的組分與NaCL可采用的分離方法為：（）

A.反滲透JB.納濾C.超濾D.微濾

三、簡(jiǎn)答題

1.試解釋為什么離心泵的安裝高度過大會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。為了防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，可以采

取哪些措施。

答.離心泵入口處的壓強(qiáng)隨離心泵安裝高度的增大而減小。當(dāng)離心泵的安裝高度過大時(shí)，離

心泵葉輪中心處壓強(qiáng)小于液體的飽和蒸汽壓，液體沸騰，進(jìn)入離心泵葉輪的是汽液混合物。

在葉輪中由于葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽液混合物的壓強(qiáng)增大，汽泡消失破裂，周圍液體會(huì)以極高

速度沖向汽泡中心，使液體湍動(dòng)加劇，阻力損失增大，流量、揚(yáng)程和效率減小且會(huì)使葉輪損

壞。可以采取降低安裝高度、增大吸入管直徑或減小吸入管長(zhǎng)度、減小吸入管阻力等措施。

2.簡(jiǎn)述影響對(duì)流傳熱系數(shù)a的因素。

答：影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素：流體的物理性質(zhì)；流體對(duì)流起因；流體流動(dòng)狀態(tài)；

流體的相態(tài)變化；傳熱面的形狀、相對(duì)位置與尺寸。

4.以乙醇-水為例，加入苯說明恒沸精鐲的原理。

答：常壓普通蒸儲(chǔ)時(shí)，塔頂總是得到乙醇-水的二元共沸物。加入苯后，乙醇-苯-水形成

了低沸點(diǎn)三元共沸物，該共沸物中水對(duì)乙醇的比例高于乙醇-水二元共沸物中水對(duì)乙醇的

比例。也就是加入苯后，增加了水對(duì)乙醇的相對(duì)揮發(fā)度。這樣水就從塔頂被全部帶出，

塔底得到純的乙醇。

5.試說出吸收中雙膜理論的基本內(nèi)容。

答：氣液兩相間相界面兩側(cè)分別存在著呈層流的穩(wěn)定膜層（虛擬膜），溶質(zhì)以分子擴(kuò)散的方

式連續(xù)通過這兩個(gè)膜層；相界面上，氣液相平衡；膜層以外的主體內(nèi)，由于湍流使溶質(zhì)濃度

均勻，濃度梯度全部集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。

6.具有恒沸點(diǎn)或a接近1的物系，應(yīng)怎么分離？

答：①采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法；

②解決方法二：采用特殊精儲(chǔ)。向精儲(chǔ)系統(tǒng)添加第三組分，通過它對(duì)原溶液中各

組分間的不同作用，提高原溶液各組分間的相對(duì)揮發(fā)度，使原來難以用精鐲分離的

物系變得易于分離。

7.簡(jiǎn)述恒沸劑的選擇原則。

答：①恒沸劑至少應(yīng)與原溶液的組分之一形成一個(gè)恒沸物，且該恒沸物的沸點(diǎn)與原溶液組

分的沸點(diǎn)或原溶液恒沸物的沸點(diǎn)相差越大越好。一般希望不小于10℃。

②新共沸物所含共沸劑的量愈少愈好，以便減少共沸劑用量及汽化、回收時(shí)所需的能量。

這對(duì)節(jié)約能量和降低設(shè)備投資都很有利。

③恒沸劑用量要少。

④新共沸物最好為非均相混合物，便于用分層方法分離，使共沸劑易于回收。

⑤應(yīng)具有較好的物理，化學(xué)性能，價(jià)廉易得，無毒、無腐蝕、經(jīng)濟(jì)性好。

8.簡(jiǎn)述使用超臨界二氧化碳萃取啤酒花？

答：①超臨界流體C02溫度r=37℃（臨界溫度Tc=31.06℃）B'j',壓力從7.2MPa上升到

10.3MPa（Pc=7.39MPa）f密度增加2.8倍f溶質(zhì)的溶解度增加，達(dá)到萃取目的。

降低壓力或升高溫度-密度降低f溶質(zhì)的溶解度降低，產(chǎn)物解析出。

9.簡(jiǎn)述反滲透的溶解一擴(kuò)散模型。

答：假定膜是無缺陷的理想膜。假定溶劑和溶質(zhì)首先都溶解在均質(zhì)無孔膜的表皮層中，

然后各組分在非耦合形式的化學(xué)位梯度作用下，從膜上游側(cè)向下游側(cè)擴(kuò)散，再從下游側(cè)

解吸。溶劑和溶質(zhì)在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)是該機(jī)理的主要參數(shù)。該模型適用于溶質(zhì)

濃度低于15%的膜過程。

10.簡(jiǎn)述分子蒸偏過程的五個(gè)步驟。

答：①熱量通過加熱面快速傳遞到流動(dòng)的薄層液膜內(nèi)，分子從液相主體向蒸發(fā)表面

擴(kuò)散，液相內(nèi)的擴(kuò)散常是控制分子蒸鐳速率的主要因素；

②在高真空、遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下，分子從液膜表面自由蒸發(fā);

③基于真空抽力，蒸發(fā)分子向冷凝面飛射；

④分子自由程大于蒸發(fā)面-冷凝面距離的分子在冷凝面上冷凝；分子自由程小于蒸發(fā)

面-冷凝面間距的重組分分子不能達(dá)到冷凝面；

⑤未蒸發(fā)的重組分和返回加熱面上的極少量輕組分，由于重力或離心力作用，落到

加熱器底部。

11.簡(jiǎn)述SCF在傳遞性質(zhì)上的獨(dú)特性。

答：①超臨界流體的密度近似于液相的密度，溶解能力也基本上相同。

②在超臨界流體中的擴(kuò)散系數(shù)比在液相中要高出10?100倍，但是黏度就比其小10?

100倍，說明超臨界流體是一種低黏度、高擴(kuò)散系數(shù)易流動(dòng)的相，因而能又快又深地滲透到

包含有被萃取物質(zhì)的固相中去，使擴(kuò)散傳遞更加容易并能減少泵送所需的能量。

③SCF能溶于液相，從而降低了與之相平衡的液相黏度和表面張力，并且提高了平衡

液相的擴(kuò)散系數(shù)，有利于傳質(zhì)。

④SCF的熱傳導(dǎo)性大大超過了濃縮氣體的熱傳導(dǎo)性，與液體基本上在同一數(shù)量級(jí)。

⑤在T?TcSlOK時(shí)，SCF的熱傳導(dǎo)性對(duì)壓力的變化很敏感（或者說是密度的變化）。這

種性能在對(duì)流熱傳遞過程中，以及熱與質(zhì)量傳遞過程同時(shí)發(fā)生的情況卜，有比較強(qiáng)的效應(yīng)。

12.濃差極化是否可逆？如何減輕濃差極化，提高膜通量？

答：濃差極化是一個(gè)可逆過程。只有在膜過程運(yùn)行中產(chǎn)生存在，停止運(yùn)行，濃差極化逐

漸消失。它與操作條件相關(guān)，可通過降低膜兩側(cè)壓差，減小料液中溶質(zhì)濃度，改善膜面

流體力學(xué)條件，來減輕濃差極化程度，提高膜的透過流量。

四、計(jì)算題

1.如右圖所示。用一高位槽向塔內(nèi)送水，高位槽液面距管出口垂

直距離為10m,管徑為076mmX3mm。已知水在管路中流動(dòng)的

能量損失￡比=30/（〃為管內(nèi)流速，m/s）。塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為常壓。

試求：

①水的流量為多少m3/h?

②欲使水量增加30%,應(yīng)將高位槽水面升高多少米？

解：

①管彳仝d=0.07m,機(jī)械能損失=30”2

以流出口截面處水平線為基準(zhǔn)面，Z|=10?t,Z2=0,Px=p2,M,=0,為=?

22

據(jù)伯努利方程

得10x9.81+0+0+0=0+0+年+30K

解得出=1.79m/s

%=?d%2x3600=0.785x0.072x1.79x3600=24.8m3/h

②水量增大30%,則管中水流速增大30%,Uli%=1.3x1.79=2.33m/s

2

Z：x9.81==^+30x2.332

12

解得z：=16.88提高6.88m

2.一種鹽酸溶液中含有了少量的氯化鈉，如果取20mL用0.1mol/L氫氧化鈉溶液滴定，則

消耗50mL氫氧化鈉溶液。如果讓該鹽酸氯化鈉溶液通過一個(gè)離子交換樹脂，再取20mL

用0.1mol/L氫氧化鈉溶液滴定，則消耗56mL氫氧化鈉溶液。請(qǐng)寫出用離子交換樹脂和酸

堿滴定法來分析該鹽酸溶液中氯化鈉的方法，并分別計(jì)算出溶液中存在的每個(gè)離子的濃度。

解：

根據(jù)題意可以讓溶液通過一個(gè)陽離子交換樹脂，則用離子交換樹脂和酸堿滴定法來分析該鹽酸

溶液中氯化鈉的方法為：

取20mLHC1、NaCI溶液直接用NaOH滴定，用酚醐做指示劑，則消耗50mLNaOH

HC1、NaCI溶液通過陽離子交換樹脂后取20mL用NaOH滴定，用酚配;做指示劑，則消耗了

56mLNaOH

則溶液中各離子的濃度為：

溶液中H+的濃度為：CH+=0.1X50/20=0.25mol/L

溶液中C1+的濃度為：CcJ=0.1X56/20=0.28mol/L

溶液中Na+的濃度為：CNJ=O.1X50/20=0.03mol/L

3.在一吸收塔中，用清水在總壓為1MPa、溫度為30℃條件下吸收混合氣體中的CO2,將其

組成由10%降至2%（摩爾分?jǐn)?shù)），30℃時(shí)CO2水溶液的亨利系數(shù)E=188MPa。吸收劑用量

為最小用量的1.3倍，計(jì)算：

①相平衡常數(shù)m,

②最小液氣比和實(shí)際液氣比；

③溶液出口的組成Xi；

④全塔推動(dòng)力A4。

解:

①吁乙理=188

P1

②匕=Y=_2^_±

1-0.1921-0.02=49

]_J_

占二Ii

=M=1535

(G兒x；-x2K-x

八2

tn188

—=1.3x153.5=199.5

G

③由3=4一」知

GX.-X,

I」

X.=^^-+X,=49+0=4.547xIO-4

L/G-199.5

④塔底推動(dòng)力匕一匕*=t-188x4.547xl(T*=0.02563

塔頂推動(dòng)力匕一17=右一188x0=0.02041

化一斤卜化/.)

全塔推動(dòng)力_A,-Ag_

In坐

的

=32

"駕,0.0離2563等

In----------

0.02041

4.采用反滲透法脫鹽，將水中的含鹽量從5000ppm(以NaCl計(jì))降低到300ppm。

己知膜的水滲透系數(shù)為30L/(m2.hMPa),在AP=3.0MPa,5000ppm情況下，對(duì)鹽的截留

率為99%。設(shè)水的流量為25m3/h,。計(jì)算操作壓強(qiáng)為3.0MPa下過程所需膜面積。

解：

/、-VR(300Y,/0-99

外

11,5000(1-0.99),=0.84

=J=25x0.84=21m'/h

△%=RTbc=8.314x298x2x5000-300xl0-6=0.398MPa

58.5

2

Jv=ZP(Ap-△4)=30x(3.0-0.398)=78.06L/(m?h)

所以3.0MPa時(shí)過程所需膜面積:

s=J/Jv=(21X103)/78.06=269m2

5.將強(qiáng)酸型離子交換樹脂處理成H型，裝柱，用水洗至中性。將5.10mL0.2340mol/L的

CaCk溶液加入到該樹脂柱中，再用水洗至中性。淋洗液用0.1020mol/LNaOH滴定，消耗

20.50mLo

求：①寫出發(fā)生的離子交換反應(yīng)方程式；②Ca?+在該樹脂上的交換率。

2++

解：①2RH+Ca=R2Ca+2H

②切在該樹脂上的交換率為：嚅爵=87.6%

6.一種染料含鹽量高達(dá)10%,今采用恒容納濾方法將染料中鹽含量降低到0.5%以下。假定

染料中的鹽為氯化鈉，若分別選用脫鹽率為90%和40%的納濾膜，各需多少清洗液量才能

獲得合格產(chǎn)品？

解：根據(jù)題意，要求將染料中的鹽含量脫除到低于0.5%時(shí)，過程的總脫鹽率為：

c05

0=1—2=1—衛(wèi)=0.95

c010.0

若選用脫鹽率為90%的納濾膜，則透過液量比可用下式計(jì)算:

V1I

上=一ln(l-D,)=——ln(l-0.95)=3.33

VQD0.9

當(dāng)選用脫鹽率為40%的納濾膜，透過液量比:

V11

上二——ln(l———In(1-0.95)=7.49

%D'〃0.4I7

由此可知，選用脫鹽率高的膜，可減少納濾過程的透過比。

7.要在常壓操作的連續(xù)精微塔中將含苯0.3的混合液分離，以便得到含0.98苯的儲(chǔ)出液和

0.03苯(以上均為摩爾分?jǐn)?shù))的釜液?；亓鞅葹?,泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量為250kmol/h。計(jì)算：

①儲(chǔ)出液量D(kmol/h)和釜液量W(kmol/h)；

②精儲(chǔ)段與提儲(chǔ)段段上升蒸汽的摩爾流量；

③精儲(chǔ)段與提儲(chǔ)段段下降液體的摩爾流量；

④該塔的精儲(chǔ)段操作線方程。

解：

①由全塔物料料衡算式f250=O+W

250X0.3=0.98D+0.03W

聯(lián)立求解以上二式，得

儲(chǔ)出液量O=7l.05kmol/h,釜液量W=178.95kmol/h

②對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，q=l,

由丫=丫'+(1-4)尸知，精福段與提儲(chǔ)段上升蒸汽的摩爾流量為

V,=V=(/?+l)D

=(4+1)x71.05=355.3kmol/h

③因?yàn)楣示⒍蜗陆狄后w量L=RO

=4X71.05=284.2kmol/h

提微段下降液體量L'=L+qF

=284.2+250=534.2kmol/h

④精儲(chǔ)段操作線方程y=」一xa上

九R+l"TR+\

40.98

4+1"T4+1

=0.8xn_,+0.196

8.如圖所示，有一高位槽輸水系統(tǒng)，管徑為<Z>57mmX

3.5mm。已知水在管路中流動(dòng)的機(jī)械能損失為

咕=45x3("為管內(nèi)流速)。

試求：①水的流量為多少n?/h?

②欲使水的流量增加20%,應(yīng)將高位槽

水面升高多少米？

2

解：管徑d=0.0M,機(jī)械能損失z〃=45x1

①以流出口截面處水平線為基準(zhǔn)面，4=5見

*45x4

Z|g=

22

5x9,81=146w/v

叫Y46V23

水的流量處=7d產(chǎn)?x(0.05)2xl46=287x10"%上103.7〃?

(2)4==(1+0.2)屐=1.2即w*2=12W2=12.x146=175.s

y.c\2~23x1.752riCE

Z】g=23(〃2)Z.=------------=7.18m

9.81

高位槽應(yīng)升高7.18—5=2.18m

9.用絕對(duì)壓力為300kPa的飽和水蒸氣(飽和溫度為133.3℃)將體積流量為80m3/h

的苯胺從80℃加熱到100℃。苯胺在平均溫度下的密度為955kg/m3,比熱容為

2.31kJ/（kg-℃）,水的比汽化熱為2168kJ/kg。試計(jì)算：

①水蒸氣用量（kg/h）；

②當(dāng)總傳熱系數(shù)為800w/（m2「C）時(shí)所需傳熱面積。

解：①水的比汽化熱r=2168//依，苯胺體枳流量d=8。病/人

苯胺吸收的熱量為：

Q=4v2pCp（f2—J

=80x955x2.31x103x(100-80)

=3.53xl06kJ/h

=9.8X105W

水蒸氣用量4ml=4=3.53x106=]628kg/h

mr2168

⑵計(jì)算傳熱面積A已知K=800W/（危?℃）,水蒸氣的p=300kPa,/=133.3℃

水蒸氣133.3C133.3℃

苯胺80℃,100。。

->

Af,=53.3℃A/2=33.3℃

At=4+%=53.3+33.3=433。。

22

A==28.3nr

KA/m800x43.3

10.在一直徑為0.8m的填料塔內(nèi)，用清水吸收某工業(yè)廢氣中所含的二氧化硫氣體。已知混合

氣流量為45kmol/h,二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為0.032。操作條件下氣液平衡關(guān)系為產(chǎn)=34.5X,

氣相總體積吸收系數(shù)K、a為0.0562kmol/（m3.s）o離塔吸收液中二氧化硫的摩爾比7.291

X10-",要求二氧化硫的回收率為98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料層高度。

解:

0.032

=0.0331

-1-0.032

X=%(1_力=0.0331x(1-0.98)=0.000662

X,=7.291xl(r

X2=0

惰性氣體的流量為:

G=45x(1—0.032)kmol/h=43.56kmol/h

水的用量為:

G(Y,-Y)_43.56x(0.0331-0.000662)

L—2kmol/h=1.938x103kmol/h

7.291x104-0

34

<7m,=1.938xl0xl8kg/h=3.488x10kg/h

求填料層高度：

G43.56/3600

m=0.429m

K/Q-0.0562x0.785x0.82

△Y=XT*=0.0331-34.5x7.291x107=0.00795

竺=乂一乂*=0.000662-34.5x0=0.000662

v二”30.00795_0.000662二

A*"一[”一,0.00795-UUU"

In——LIn--------

\Y20.000662

2^^00331-0.000662=11Q7

00

AXm0.00293

Z=N%=11.07X0.429m=4.749m

0CMcJIJV>

11.用常壓下操作的連續(xù)精鐳塔中分離苯-甲苯混合液。進(jìn)料中含苯0.4（摩爾分?jǐn)?shù)），要求福

出液含苯0.97（摩爾分?jǐn)?shù)）。苯-甲苯溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.46。試計(jì)算下列兩種進(jìn)

料熱狀態(tài)下的最小回流比：

①冷液進(jìn)料，其進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)g=1.38；

②進(jìn)料為汽液混合物，汽液比為4：3。

.解：汽液相平衡方程為

ax?2.46工

y-_____P________P_

p

-l+（a-l）xp—l+1.46xp

已知：XF=0.4,XD=0.96

①冷液進(jìn)料，q=1.38

q線方程為：

qxF1.380.4

q-iq-\0.380.38

yp=3.63xp-1.05

由q線方程與相平衡方程解得：

xp=0.481,yp=0.695

最小回流比：

0和一片0.97-0.695

K.—---------------------------------

m，n0.695-0.481

⑵汽液混合物進(jìn)料，V/￡=4/3,g=3/7

g線方程為：

yp=-0.75xp-0.7

由4線方程與相平衡方程解得:

xp=0.28，yp=0.49

最小回流比:

氏=土冬="2出竺=2.29

mm

yp-xp0.49-0.28

13.某化工廠每小時(shí)排出含COD3.0g/L的污水50m3,擬采用活性炭吸附處理，欲將COD

除去85%作為循環(huán)水使用。由吸附實(shí)驗(yàn)得吸附等溫式為q=5.8Ce0-5,需加多少活性炭？

解：

由題意知平衡時(shí)的COD濃度為：

Ce=3.Og/ZX(1-85%)=0.45g/L

05

=>qe=5.8X0.45-=3.89g/g

W=V(C-Co)/"=50x1000X(3-0.45)=32.11kg

14.水蒸氣管路外徑為108min,其表面包一層超細(xì)玻璃棉氈保溫，其熱導(dǎo)率隨溫度

〃℃的變化關(guān)系為4=0.033+0.00023rW/(mK)。水蒸氣管路外表面溫度為150℃,希

望保溫層外表面溫度不超過50℃,且每米管路的熱量損失不超過160卬/機(jī)。試確定所

需保溫層厚度。

解保溫層厚度以b表示

q,=-22^r—=-2^(0.033+0.00023/)r—

drdr

%]—=一2"((0.033+0.00023。力

0.0023

qtIn—=0.033(^-t2)+a-)