化工原理-天津大学-2008-试卷含答案.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date化工原理-天津大学-2008-试卷含答案化工原理-天津大学-2008-试卷含答案一、单项选择题（共15分,每小题1分）1吸收操作的作用是分离（ ） A. 气体混合物 B. 液体混合物 C. 气液混合物 D. 部分互溶的液体混合物2已知SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm，则

2、（ ）A. t1t2 B. t3 t2 C. t1 t2 D. t3t1 3对常压低浓度吸收系统，系统总压在较小范围增加时，亨利系数E将（ ）A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定4在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是（ ）A.水吸收氢 B.水吸收氧 C.水吸收氨 D.水吸收二氧化碳5. 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数（ ） A. 大于液相传质分系数 B. 近似等于液相传质分系数 C. 小于气相传质分系数 D. 近似等于气相传质分系数6. 精馏塔提馏段的操作线斜率（ ） A. 大于1 B. 小于1 C. 等于1 D. 不确定7液体混合物中

3、，两组分相对挥发度越接近于1，表示用精馏的方法分离该溶液时越（ ） A. 完全 B. 不完全 C. 容易 D. 困难 8. 若加料热状态参数q值减小，将使（ ） A精馏段操作线斜率增大 B. 精馏段操作线斜率减小 C提馏段操作线斜率增大 D提馏段操作线斜率减小9 精馏塔中由塔顶向下的第n-1、 n、 n+1层塔板，其气相组成关系为（ ） A. yn+1ynyn-1 B. yn+1 = yn = yn-1 C. yn+1ynyn-1 D. yn yn-1 yn+110. 当蒸馏分离沸点较高，且又是热敏性混合物时，操作压力应采用（ ） A. 常压 B. 减压 C. 加压 D. 先常压后加压 11.

4、 作为干燥介质的热空气，一般采用的是（ ） A饱和空气 B. 不饱和空气 C过饱和空气 D绝干空气12. 固体物料在恒速干燥终了时的含水量称为（ ） A自由含水量 B. 平衡含水量 C结合水量 D临界含水量13. 当干燥一种团块或者是颗粒较大的湿物料，要求含水量降至最低时，较适宜的干燥器型式为（ ） A. 厢式 B. 气流 C. 带式 D. 转筒14. 湿空气在预热过程中不发生变化的状态参数是（ ） A. 焓 B. 相对湿度 C. 露点 D. 湿球温度15. 大量空气和少量水长期接触后水面的温度等于空气的（ ）A湿球温度 B. 干球温度 C绝热饱和温度 D露点得分评卷人 二、填空题（共30分,

5、每空1分）1. 在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为 。2. 增加吸收剂用量，操作线的斜率_ ,吸收推动力_ 。3. 压力_ ,温度_将有利于吸收过程的进行。吸收中温度不变，压力增大，可使相平衡常数_，传质推动力_。（增大、减小、不变）4. 由于吸收过程中气相溶质分压总是_溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的_。5. 气液两相组成相同时，气相露点温度 液相泡点温度。6. 精馏操作时，增大回流比，其它操作条件不变，则精馏段液气比L/V ，馏出液组成xD ，釜残液组成xw 。7. 对于饱和蒸气进料，L_ L，V V。( 、 )8. 二元理想物系精馏。对于一定的设计任

6、务：加大回流比，理论板数N将 ；提高进料温度，N将 ；提高操作压力，N将 ；增加进料量10%，N将 。9. 塔板负荷性能图由_ _ _、_ _、_ _、_ _、_ _五条线构成。10. 干燥过程的传热推动力是 ，传质推动力是 。干燥过程的必要条件是 。11. 温度为40，水汽分压为5kPa的湿空气与温度为30的水接触，则传热方向为 ，传质方向为 。已知30和40下水的饱和蒸气压分别为4.24kPa和7.38kPa。12. 不饱和湿空气的干球温度t，湿球温度tw，露点td的大小顺序为 。得分评卷人 三、简答题（共20分,每小题5分）1. 为了提高吸收的吸收率，可以采用哪些方法？2. 什么是全回流

7、？全回流操作有何特点和实际意义？3. 塔板负荷性对精馏塔操作和设计有何意义？4. 已知总压101.3kPa，湿空气t=60，=40%，如何在h-H图上确定H、h、p、td、tw(tas)？试绘出求解过程示意图。得分评卷人 四、计算题（共35分,每小题12分）1 用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混和气体中含苯5%（体积分率），其余为空气，要求苯的回收率为90%，吸收塔为常压操作，温度为25，入塔混合气体为每小时940m3（标准状态），入塔吸收剂为纯煤油，煤油的耗用量为最小耗用量的1.5倍，已知该系统的平衡关系Y*=0.14X（其中X、Y为摩尔比），气相总传质系数KYa=0.035kmol/(

8、m3s)，纯煤油的平均分子量Ms=170，塔径D=0.6m。试求：（1）吸收剂的用量；（2）吸收剂的出塔浓度；（3）填料层高度。2 苯和甲苯混合物中含苯0.4（摩尔分数），流量为1000 kmol/h，在一常压精馏塔内分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9（摩尔分数），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，相对挥发度=2.5。试求：（1）塔顶产品量D；（2）塔底釜残液量W及组成xw（摩尔分数）；（3）精馏段操作线方程。3 湿物料含水量为42%，经常压干燥后产品的含水量为4%（均为湿基），产品量G2为0.126kg/s。空气的初始温度为21，相对湿度40%，经预热

9、器加热至93后再送入干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为60%。若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求： （1） 绝干空气的消耗量L(kg绝干气/s)。已知：H0=0.008kg水/kg绝干气；H2=0.03kg水/kg绝干气。 （2）预热器提供的热量QP(kW)(忽略热损失)。 (本题11分)20082009学年第二学期化工原理试卷 参考答案20082009学年第二学期化工原理试卷参考答案：一、单项选择题（共15分,每小题1分）1. A ， 2. A ， 3. C ， 4. C ， 5. B ，6. A ， 7. D ，8. C ，9. C ， 10. B ，11. B ， 12.D ,

10、13. D , 14. C, 15. A 二、填空题（共30分,每空1分）1. cA*-cA 2. 增大 ，增大3. 增大 ，降低， 减小， 增大4. 大于， 上方5. 高于6. 增大，增大，减小7. =， 8. 减少，增多，增多，不变9. 液沫夹带线，液泛线，液相负荷上限线，液相负荷下限线，漏液线10. 气温与湿物料的温差，湿物料表面水气分压pW与空气中水气分压p之差，ppW11. 空气水，水空气12. ttwtd三、简答题（共20分,每小题5分）1. (1)提高吸收过程的推动力：逆流；提高吸收剂的流量；降低吸收剂入口流量 （2）降低吸收过程的传质阻力：提高流体湍动程度；改善填料的性能。2.

11、 R，这时精馏段、提馏段操作线与对角线相交，理论塔板层数最少。在开工、短期停工或实验研究时，采用全回流可使过程稳定，便于控制。3. 指出精馏塔的操作弹性；调整塔板的结构参数。4. 图略。四、计算题（共35分,每小题12分）1. 解：（1）Y1=y1/(1-y1)=0.05/(1-0.05)=0.0526 Y2=y1(1-)=0.0526(1-0.9)=0.00526 (L/V)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-0)=0.126 L/V=1.50.126=0.189 V= 940/22.4(273/298)(1-0.05)=36.53 kmol/h L=36,530.189=6.903 kmo

12、l/h =6.903170=1174 kg/h (2) L/V=(Y1-Y2)/X1 X1=(0.0526-0.00526)/0.189=0.25 (3) Y1*=0.14X1=0.140.25=0.035 Y2*=0 Y1=Y1-Y1*=0.0526-0.035=0.0176 Y2=Y2-Y2*=0.00526 Ym=(Y1-Y2)/ln(Y1/Y2)=(0.0176-0.00526)/ln(0.0176/0.00526)=0.0102 NOG=(Y1-Y2)/ Ym=(0.0526-0.00526)/0.0102=4.64 HOG=V/(KYa)=(39.87/3600)/0.035/(/

13、4)0.62=1.12m Z= NOGHOG= 4.641.12=5.2m2. 解：已知：xF=0.4, xD=0.9, F=1000kmol/h (1) DxD/FxF=0.9 D=0.910000.4/0.9=400kmol/h (2) 物料衡算： 10000.4=4000.9+WxW 1000=400+W 解得：W=600kmol/h, xW=0.067 (3) xq=0.4, yq=2.50.4/(1+1.50.4)=0.625 Rmin=(0.9-0.625)/(0.625-0.4)=1.22 R=1.51.22=1.83 精馏段操作线： y=(1.83/2.83)x+0.9/2.8

14、3=0.647x+0.3183. 解：（1）G=G2(1-w2)=0.126(1-0.04)=0.121kg/s X1=w1/(1-w1)=0.42/(1-0.42)=0.724 kg水/kg绝干料 X2=w2/(1-w2)=0.04/(1-0.04)=0.0417 kg水/kg绝干料 W=G(X1-X2)=0.121(0.724-0.0417)=0.0826 kg/s L=W/(H2-H1)=0.0826/(0.03-0.008)=3.76 kg绝干气/s (2) QP=L(h1-h0) h1-h0=(1.01+1.88H0)(t1-t0) =(1.01+1.880.008)(93-21)=73.8kJ/kg绝干气 QP=3.7673.8= 277 kW-