化工原理(下)期末考试试卷2.pdf

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1、化工原理（下）期末考试试卷一、选择题：（每题2 分，共 20分）1 .低浓度难溶气体吸收，其他操作条件不变，入塔气量增加,气相总传质单元高度H.、出塔气体浓度为、出塔液体浓度/将会有 变化。A ,乃 f ,占 t B,乃 f ,占|c OG t ,乃 I ,X|D H。I ,为 t ,占12 .在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.0 2 5,液相主体浓度x=0.0 1,气相传质分系数 k.v=2 k m o l/m 2 h,气相总传质系数Ky=1.5 k m o l/m 2 h,则该处气液界面上气相浓度yi应为 o平衡关系y=0.5 X。A .0.0 2 B.0.0 1 C.0.0 1 5 D.

2、0.0 0 53 .下述说法中正确的是 o1 1*-A.气膜控制时有：Pi ，kG H kL1 1*-B 气膜控制时有：P产P,k 心1 H*-D 液膜控制时有：C 。，的 七4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数_ loA等于B 大于C 小于D 都可以。5 .按饱和液体设计的精微塔，操作时D/F、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷液进料，则 馀 出 液 中 易 挥 发 组 分 浓 度,残液中易挥发组分浓度 oA提高，降低；B 降低，提高；C提高，提高；D 降低，降低6 .某精储塔的理论板数为1 7块（包括塔釜），全塔效率为0.5,则实际塔板数为块。A.3 0B.3 1C.3 2D.3 47.

3、在储出率相同条件下，简单蒸储所得储出液浓度 平衡蒸微。A高于；B低于；C等于；D或高于或低于8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关A相对湿度 B露点温度 C干球温度 D绝热饱和温度9.已知某湿空气的干球温度和湿球温度，则利用焰一湿图不能直接获得该湿空气的_ _ _ _ _ _ _A湿度 B焰 C露点 D比体积1 0 .下面关于相对湿度的说法中不正确的是：A总压一定时，湿空气的水汽分压越大则相对湿度越大；B相对湿度等于零时意味着该空气中不含水分；C相对湿度等于1时意味着该空气不能再容纳水分；D相对湿度越大，则该空气的未饱和程度越大二、填空题：（每题2

4、分，共20分）1 1.双膜理论的要点是：、o1 2.计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：1 3.气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是 o1 4.温度升高，萃 取 溶 解 度 曲 线 面 积 将 （增大，减小，不变，不确定）1 5.塔顶蒸汽先进入分凝器，再进入全凝器，馀出液组成为0.9 5 （摩尔分率），若相对挥发度为2.5,回流液浓度为 o1 6.精 储 塔 正 常 操 作 中 存 在 着、及 等与设计意图相违背的现象。1 7.设计精储塔时，已知原料为F,分离要求为X。和 加 料 热 状 态q已选定，今若选择较大的回流比R,则NT,L/V。（增加，不变，减少

5、）1 8.湿空气在进入干燥器之前进行预热的目的，一 是 为 提 高,以增加湿空气与湿物料之间的传热速率；二是为降低，以增大湿空气的吸湿能力。1 9.恒速干燥阶段为 控制，此阶段的干燥速率与 关系很小，主要取决于 o2 0 .已知在常压及2 5 下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度（!=100%时，平衡含水量x*=0.02kg水/kg绝干料；相对湿度 1）=40%时，平衡含水量 x*=0.007 kg水/kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水/kg绝干料、令其与 25,巾=40%的空气接触，则该物料的自由含水量_ kg水/kg绝干料,结合水含量为 kg水/kg绝干料。三、计算题（

6、每题15分 共 60分）23.-填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A o 已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为0.04（A 的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2.5Xo试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033,求此时填料层高度为若干米？22.在连续精镭塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6（摩尔分数，下同），馈出液组成为0.9,釜残液组成为0.02。泡点进料。（1）求每获得lkmol/h馀出液时的原料液用量F；

7、（2）若回流比为1.5,它相当于最小回流比的多少倍？（3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6,求上升到加料板上的气相组成。（物系的平均相对挥发度为3）23.在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%,湿物料的处理量为8000 kg湿染料，实验测得：临界湿含量为30%,平衡湿含量为 1%,总干燥时间为28ho试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。24.如图示的精微塔由一只蒸储釜及一层实际板所组成，只有提储段，没有精储段。料液由塔顶加入，泡点进料，L=F,V，=D,XF=0.2（摩尔分率，下同）,今测得塔顶易挥发组分的回收率为8 0%，且XD

8、=0.3,系统相对挥发度a=3.0。设蒸储釜可视为一个理论板。试求：（1）残液组成x W；（2）该层塔板的液相默夫里板效率E ML。提示：E MI(-1-X n)/(X n-1-X n*)=(X F-x 1)/(X f-X,*)D,XDW,Xw蒸储釜化工原理期末试题参考答案和评分标准选择题（每题2分）题号12345678910答案ABBDACABDc二.填空题：（每空1分，共20分）11.界面上汽液平衡；阻力集中于有效膜内。12.平衡线、操作线、传质系数。或者平衡关系、物料衡算、传质速率。13.传质单元高度14.减小15.0.8816.液泛、漏液、雾沫夹带17.减少，增加18.湿空气温度湿空气

9、相对温度19.表面气化含水量物料表面水分气化速率20.0.223 0.02三.计算题（每题15分 共60分）21 解匕=卫=0.04171-0.040 0 0 1 2 8=0.012971-0.00128黑 悬 电3型=2.8040.01297-0V-YA -A匕-K 0.()417-0.00533、YJm 0.0417/2.5(L/V)/2.8OV=3.181.286（2）所需所料层料度?Z=H g x N gS=mV/=2.5/2.804=0.892剜2 士 皿 f氏 悬 +$1-0.892ln(l-0.892)0.0417-U0.00533-0+0.892J=5.11故 Z=H/X N

10、a=1.5x5.11=7.67m（3）此条件下的填料层高度.廿 0.0033匕=-1 -0.0033=0.00331化工原理参考答案第1 页 共 4 页Ng=7 7 叫 17）；,:+S 1-5 Y2-ntX2=-5 ln （l-0.8 9 2）川7-+0,8 9 2 1-0.8 9 2 0.0 0 3 3 1-0=7.5 2Zf-H g X N 湛-1.5 x7.5 2 =1 1.28m22 解：（1）求当 D=lkmol/h 时 F 为多少？已知 xF=0.6,xD=0.9,xW=0.02,D=lkm ol/h,由全塔物料衡算可得F=O+W=1 +WF-XF D-XD+W-XW Q 分）代

11、入已知量可得.0.6（1 +W）=1 x 0.9+0.02W 可求出（0.6-0.02）W=0.9 0.6=0.3解出 W=0.52kmol/h,F=1.52kmol/ho（2 分）（2）求 R/Rm in,已知a 小3泡点进料q=l，则 xq=xF=0.6（1分），由气液平衡方程:1 +（%,-1比3 x 0,6 z.0.8182 x 0.6 Q 分）R=x。九=0.9 0.818=求 Rmin,_；-0,8 1 8-0.6-设分）R/R=J_=3.99求 R/Rmin,0.376（倍）（1 分）（3）求上升到加料板上的气相组成。因加料板是提储段第一层板，故所求量为y2，L=RxO=1.5x

12、l=1.5kmol/h（1 分）泡点进料 q=l,已知 F=1.52kmol/h,W=0.52kmol/h,xW=0.02,xl=0.6 一 L+qF提储段操作线方程为：，+l L+qF-wx,WL+qF-Ww,代入已知量:x,1.5+1.52y+,1.5+1.52-0.520.52x0.021.5+1.52-0.52,gp ym+i-1-208X,1-0.00416（3 分）所求 为=1 ,208X0.00416=1.208 x 0.6 0.00416=0.721 （1分）wX,=0.81823 解：wl=0.45 1-W|kg 水/kg 干料化工原理参考答案第2 页 共 4 页X2=-=0

13、.031w2=0.03 l-w?kg 水/kg 干料同理 X0=0.429 kg 水/kg 干料 X*=0.01 kg 水/kg 干料（4 分），=*（xx。）A%（1 分）Au。X X*（i 分）T 1 =0.31r2（2 分）又：r,+T 2=r=28h（1 分），T 1 =6.6h r2=2L4h（2 分）Gc=8000X（1-0.45）=4400 kg 干 料（2 分）一Gc（X,-X”o）二259.3T|kg 水/h（l 分）G0（XO-X J=8 L 8T2 kg 水/h（1 分）24.7=DXD/FXF=0.8.*.D/F=0.533（2 分）D/F=（X,-Xw）/（XD-Xw

14、）=0.533/.Xw=0.0857（2 分）L/V=F/D=1.876（1 分）W/V,=W/D=（F-D）/D=0.876（1 分）y,+l=（L,/V）xm-（W/V,）xH=1.876 x,-0.0751（2 分）ym=aX/l+（l）x=3X/（l+2X）（2 分）y,“=a xH./l+（a-l）x,v=0.22（1 分）x 1 =（ym+0.0751）/1.876=0.157（1 分）yl=XD=0.3（1 分）x*l=yl/a-（a-l）yl=0.125（1 分）E ML（X n-1-X）/（X n-1-X*n）=（X f-x 1）/（X f-X*1）=0.573（1 分）化工原理参考答案第3 页 共 4 页化工原理参考答案第4 页 共 4 页