化工原理下册习题及答案

1六、蒸馏习题：蒸馏是分离 的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的 ，分离的条件是 。答案： 均相液体混合物 挥发性差异造成气液两相系统习题：在 t-x-y 图中的气液共存区内，气液两相温度 ，但气相组成 液相组成，而两相的量可根据 来确定。答案： 相等 大于杠杆规则习题：当气液两相组成相同时，则气相露点温度 液相泡点温度。答案： 大于 （每空 1 分）习题：双组分溶液的相对挥发度 是溶液中 的挥发度对的挥发度之比，若 =1表示 。物系的 值愈大，在 x-y图中的平衡曲线愈 对角线。答案： 易挥发组分 难挥发组分不能用普通蒸馏方法分离 远离习题：工业生产中在精馏塔内将 过程和过程有机结合起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区别。答案： 多次部分气化 多次部分冷凝回流习题：精馏塔的作用是 。答案： 提供气液接触进行传热和传质的场所。习题：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为 ，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是 。答案： 精馏段 提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段 提浓下降液体中难挥发组分习题：离开理论板时，气液两相达到 状态，即两相 相等，互成平衡。答案： 平衡 温度组成习题：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2） 。答案： 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶（每空 2 分，共 4 分）习题：精馏过程回流比 R 的定义式为 ；对于一定的分离任务来说，当 R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而R= 时，所需理论板数为。答案： R= 全回流 RminDL2习题：精馏塔有 进料热状况，其中以 进料 q 值最大，进料温度泡点温度。答案： 五种 冷液体 小于习题：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，馏出液流量等于 ，操作线方程为 。答案： 零yn+1=xn习题：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为 y1,x1 及 y2,x2；则它们的大小顺序为 最大， 第二， 第三，而最小。答案： y1 y2 x1 x2习题：对于不同的进料热状况，x q、y q 与 xF 的关系为（1）冷液进料：x q xF ，y q xF ；（2）饱和液体进料：x q xF ，y q xF ；（3）气液混合物进料：x q xF ，y q xF f ；（4）饱和蒸汽进料：x q xF ，y q xF ；（5）过热蒸汽进料：x q xF ，y q xF ；（1） 答案：大于 大于（2） 等于 大于（3） 小于 大于（4） 小于 等于（5） 小于 小于习题：精馏操作时，增大回流比 R，其他操作条件不变，则精馏段液气比 VL（ ） ，馏出液组成 xD ( ),釜残液组成 xW ( ).A 增加 B 不变 C 不确定 D 减小答案：A A D习题：精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，回流比及其他条件维持不变，则所需的理论塔板数 NT（ ） ，提馏段下降液体流量 L/（ ） 。A 减小 B 不变 C 增加 D 不确定答案： A C习题：对于饱和蒸汽进料，则有 （ ）L ， （ ）V 。A 等于 B 小于 C 大于 D 不确定答案： A B习题：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-1C yn+1 t1 D 不能判断答案： A (1 分)3习题：完成某分离任务需理论板数为 NT=7（包括再沸器） ，若 ET=50%，则塔内需实际板数（不包括再沸器）为（ ）A 14 层 B 10 层 C 12 层 D 无法确定答案： C习题：若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高 xD，可采用（ ）A、减小回流比 B、增加提馏段理论板数C、增加精馏段理论板数 D、塔釜保温良好答案： C习题：在精馏操作中，若进料位置过高，会造成（ ）A、 釜残液中易挥发组分含量增高B、 实际板数减少C、 馏出液中难挥发组分含量增高D、 各组分含量没有变化答案： C习题：精馏塔采用全回流时，其两操作线（ ）A、 与对角线重合B、 距平衡线最近C、 斜率为零D、 在 y 轴上的截距为 1答案： A习题：精馏的两操作线都是直线，主要是基于（ ）A、 理论板的概念B、 理想溶液C、 服从拉乌尔定律D、 恒摩尔流假设答案： D习题：当 xF、x D、 xW 和 q 一定时，若减小回流比 R，其他条件不变，则（ ）A、 精馏段操作线的斜率变小，两操作线远离平衡线B、 精馏段操作线的斜率变小，两操作线靠近平衡线C、 精馏段操作线的斜率变大，两操作线远离平衡线D、 精馏段操作线的斜率变大，两操作线靠近平衡线答案： B习题：理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比 （ ）答案： （） (1 分 )习题：从相平衡 x-y 图中可以看出，平衡曲线距离对角线越近，则表示该溶液越容易分离（ ）答案： （）习题：用于精馏计算的恒摩尔液流假定，就是指从塔内两段每一层塔板下降的液体摩尔流量都相等（ ）答案： （）习题：精馏段操作线的斜率随回流比的增大而增大，所以当全回流时精馏段操作线斜率为无穷4大（ ）答案： （）习题：用图解法求理论塔板数时，适宜的进料位置应该在跨过两操作线交点的梯级上（ ）答案： （）习题：当进料量、进料组成及分离要求都一定时，两组分连续精馏塔所需理论塔板数的多少与（1）操作回流比有关（ ） （2）原料液的温度有关（ ）答案： （1） （） （2） （）习题：对于精馏塔的任何一层理论板来说 ，其上升蒸汽的温度必然等于其下降液体的温度 （ ）答案： （）习题：当 F、x F 一定时，只要规定了分离程度 xD 和 xW，则 D 和 W 也就被确定了 （ ）答案： （）习题：当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小（ ）答案： （）习题：在精馏操作中，若进料的热状况不同，则提馏段操作线的位置不会发生变化（ ）答案： （）习题：简述在定压下，苯甲苯混和液的 txy 图中的两条曲线和三个区域的名称。答案： 答：图中有两条曲线：下方曲线为 tx 线，称为饱和液体线或泡点线；上方曲线为 ty 线，称为饱和蒸气线或露点线。两条曲线将 txy 图分成三个区域：饱和液体线以下区域称为液相区；饱和蒸气线以上区域称为过热蒸气区；两曲线之间的区域称为气、液共存区。习题：简述精馏原理，实现精馏定态操作的必要条件是什么？答案： 答：精馏原理：精馏是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。上升蒸气流和液体回流是造成气、液两相以实现精馏定态操作的必要条件。习题：连续精馏流程中主要由哪些设备所组成？还有哪些辅助设备？答案： 答：主要由精馏塔、塔顶冷凝器和塔底再沸器等设备组成。辅助设备有：原料液预热器、产品冷却器、回流液泵等。习题：简述恒摩尔流假定。在精馏计算中有何意义？答案： 答：恒摩尔流假定是指在精馏塔的精馏段和提馏段内，本段内各板上升蒸气摩尔流量相等，下降液体摩尔流量相等，但两段之间不一定相等。意义是精馏的计算都是以恒摩尔流为前提的，这样可简化精馏计算。习题：写出实际生产中加入精馏塔的原料的五种热状况及它们的 q 值。答案： 答：原料的五种热状况为：（1）冷液进料，q1。（2）饱和液体进料，又称泡点进料，q1。（3）气、液混合物进料，q01。（4）饱和蒸气进料，又称露点进料，q0。（5）过热蒸气进料，qLmin 的前提下，若 L 增大，塔高可降低，设备费较低，但操作费较高。反之，若 L 减小，则 操作费减低，而设备费增高。故应权衡利弊。要确定适宜的液气比应使以上两种费用之和为最小。根据生产实践经验，一般取LV（1.12.0） （LV）min 或 L（1.12.0）Lmin习题何谓气相总传质单元高度和气相总传质单元数？答案：答：在填料层高度 Z 的基本计算式 Z= ，该式右端的数据YaVK12*YdV(Kya) 是过程条件所决定的数组，具有高度的单位称为气相总传质单元高度，以 HOG表示。式中积分项内的分子与分母具有相同的单位，整个积分值为一个无因次的纯数，称为气相总传质单元数，以 NOG表示。习题用对数平均推动力法来计算传质单元数的应用条件是什么？答案：答：在吸收操作所涉及的组成范围内，若平衡线和操作线均为直线时，则可用对数平均推动力法来计算传质单元数。习题影响溶质吸收率 A的因素有哪些？吸收塔在操作过程中可调节的因素是什么？答案：答：影响溶质吸收率 A的因素有：物系本身的性质，设备情况（结构，传质面积等）及操作条件（温度，压强，液相流量及入口组成） 。因为气相入口条件不能随意改变，塔设备又固定，所以吸收塔在操作过程中可调节的因素只能改变吸收剂的入口条件，其中包括流量，组成和温度三个因素。十、干燥1 在 101.33kPa 的总压下，在间壁式换热器中将温度为 293K，相对湿度为 80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_，相对湿度：_,露点 td_。2 在 101.33kPa 的总压下，将饱和空气的温度从 t1 降至 t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_，相对湿度：_，露点 td_。103 在实际的干燥操作中，常用_来测量空气的湿度。4 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_。5 对流干燥操作的必要条件是_；干燥过程是_相结合的过程。6 在 101.33kPa 的总压下，已知空气温为 40，其相对湿度为 60%，且 40下水的饱和蒸汽压为 7.38kPa，则该空气的湿度为_kg/kg 绝干气，其焓为_kJ/kg 绝干气。7 在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应_，其自由水分相应 _。8 恒定的干燥条件是指空气_，_，_均不变的过程。9 恒速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_；降速干燥阶段又称_控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_。10. 在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于_。11. 在常温和 40下，测的湿物料的干基含水量 X 与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时，结合水含量为 0.26kg/kg 绝干料；当相对湿度 =40%时，平衡含水量 X*= 0.04kg/kg 绝干料。已知该物料的初始含水量 X1=0.43kg/kg 绝干料，现让该物料在40下与与相对湿度为 40%的空气充分接触，非结合水含量为_kg/kg 绝干料，自由含水量为_kg/kg 绝干料。12. 干燥速度的一般表达式为_。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_。13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_kg 水（m2.h）,临界含水量为 _kg/kg 绝干料，平衡含水量为_kg/kg 绝水量。14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指_，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值_。15. 写出三种对流干燥器的名称_,_, _.16. 固体颗粒在气流干燥器中经历_和_两个运动阶段，其中_