齐齐哈尔大学化工原理下册期末试题.pdf

姓名班级 学号 试题试题 A 总总 6 页页 第第 1 1页页 齐齐哈尔大学试题齐齐哈尔大学试题 考试科目：化工原理考试科目：化工原理1 1试题编号试题编号: :A A 适用对象：食工适用对象：食工 141-4141-4使用学期：使用学期：20201616- - -20201717- -1-1第第 1 1 学期学期 化工化工 141-3141-3能源能源 141-2141-2生工生工 141-3141-3 课程编号：课程编号：0170200101702001共共 8 8 道大题道大题总分总分 100100 分分共共 6 6 页页 考生须知： ） 姓名必须写在装订线左侧，其它位置一律作废。 ） 请先检查是否缺页，如缺页应向监考教师声明，否则后果由考生负责。 ） 答案一律写在答题纸上，可不抄题，但要标清题号。 ） 用蓝色或黑色的钢笔、圆珠笔答题。 ） 允许使用计算器。 监考须知：请将 1 份试卷放在答题纸上面一起装订。 一、名词解释（每小题一、名词解释（每小题 2 2 分，共分，共 5 5 小题小题 1010 分）分） 1.蒸馏 2.挥发度 3.分子扩散 4.脱吸因数 5.干球温度(t) 二、选择题（每小题二、选择题（每小题 2 2 分，共分，共 1010 小题小题, ,共计共计 2020 分）分） 1. 精馏分离 5 . 2 的二元理想混合液，已知回流比R=3，塔顶 =0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为 0.4，第二层板下降 液体浓度为 0.45，则第三层塔板的汽相单板效率 mv E 为。 A22.2%B32.68%C44.1%D107.5% 2. 被分离物系最小回流比 min R 的数值与_无关。 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 2页页 A被分离物系的汽液平衡关系B塔顶产品组成 C进料组成和进料状态D塔底产品组成 3.在二元混合液中，_的组分称为易挥发组分。 A沸点低B沸点高C沸点恒定D沸点变化 4. 在常压下苯的沸点为 80.1 ，环己烷的沸点为 80.73 ，为使这两 组份的混合液能得到分离，可采用哪种分离方法？_ A恒沸精馏B普通精馏C萃取精馏D水蒸汽直接加热精馏 5.用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律） ， 操作压力为 113kPa，相平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数 kG=1.2310 -2kmol/（m2hkPa） ，液膜吸收分系数 kL=0.85m/h，则该系统属 于_控制过程。 A气膜控制B液膜控制C双膜控制D不确定 6.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相 总浓度增加时其溶亨利系数将_。 A 增加B 减少C 不变 7. 在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点_。 Ay*=yBx*=xCxi*=xiDyi=xi 8. 温度为t0，湿度为H0，相对湿度为0的湿空气，经一间接蒸汽加热的预 热器后，空气的温度为t1，湿度为H1，相对湿度为1，则_ 。 AH0H1B01CH0H1D01 9. 同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量_。 A愈低B愈高C不变D不一定 10.湿物料的平衡水份一定是_。 A非结合水份B自由水份C结合水份D临界水份 三、填空题（共三、填空题（共 2020 分）分） 1. 精馏操作中，当 q=0.6 时，表示进料中的含量为 60%。 2. 间歇精馏与连续精馏不同点在于：和。 3. 某二元物系的相对挥发度=3，在具有理论板的精馏塔内作全回流精馏 操作，已知 2 0.3x ，则 y1=（由塔顶往下数） 。 4. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的 HOG 将_ 5. 在 101.3kPa、20 下，某低浓度气体被清水吸收，气相传质分系数 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 3页页 kG=9.87 10 -4 kmol/（m 2 h kPa） ，液膜吸收分系数kL=0.25kmol/ （m 2hkmol/m3） ， 溶质的溶解度系数 H1.48kmol/（m 3 kPa） ， Ky=_ kmol/（m 2h） ， 6. 若维持不饱和空气的湿度 H 不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球 温度_ 7. 非结合水份是指。 8. 已知在t=50 、P=1atm时空气中水蒸汽分压pw=55.3mmHg，则该空 气的湿含H=_；相对湿度=_； （50 时水的饱和蒸 汽压为 92.51mmHg） 。 四、简答题（每小题四、简答题（每小题 2 2 分，共分，共 5 5 小题小题 1010 分）分） 1.简述简单蒸馏与精馏的区别。 2.为什么再沸器相当于一块理论板? 3.含低浓度溶质和混合气体与溶剂进行并流吸收，如下图所示： a)请在yx图上示意画出操作线，并标明端点组成；标出用 气相组成表示的塔顶及塔底的推动力；如液气比L/G增加，请 示意表明操作线的变化。 4.湿空气的干球湿度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下 不相等? 5.恒速干燥阶段除去的是非结合水，对吗？为什么？ 五、计算（共五、计算（共 1 1 题题 1010 分）分） 一常压连续操作的精馏塔， 用来分离苯和甲苯混合物。 混合物含苯 0.6 摩尔分率，以 100kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占 50%摩尔 数，操作回流比为最小回流比的 1.5 倍；要求塔顶馏出液组成为 0.95（苯 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 4页页 的摩尔分率，下同） ，塔底釜液组成为 0.05。在操作条件下，苯和甲苯的 相对挥发度为 2.5。 求： （1）塔顶和塔底产品量； （2）最小回流比； 六、计算（共六、计算（共 1 1 题题 1010 分）分） 在总压 P=500 kN/m2、温度 t=27 下使含 CO23.0%（体积%）的气体 与含CO2370 g/m3的水相接触， 试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2 的分压差表示的传质总推动力。已知：在操作条件下，亨利系数 25 /1073. 1mKNE 。水溶液的密度可取 1000 kg/m3，CO2的分子量 44。 七、计算（共七、计算（共 1 1 题题 1010 分）分） 在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。 在常压、27 下操作时混合气流量为 1200m 3/h。气体混合物的初始浓度 为 0.05（摩尔分率） ，塔截面积为 0.8m 2，填料层高为 4 m，气相体积总 传质系数Kya为 100kmol/m 3.h，气液平衡关系符合亨利定律，且已知吸 收因数为 1.2。求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。注：计算中可近 似用摩尔分率代替摩尔比。 八、计算（共八、计算（共 1 1 题题 1010 分）分） 在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料 1000kg，经干燥后 物料的含水量由 40%减至 5%（均为湿基），干燥介质为 373K的热空气， 其中所含水汽的分压为 1.0kN/m，空气在 313K及相对湿度 70%下离开干 燥器， 试求所需要的空气量。水在 313K时的饱和蒸汽压可取为 7.4kN/m， 湿空气的总压为 101.3kN/m。 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 5页页 参考答案参考答案 一、一、名词解释名词解释 1、利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并 使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。 2、组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 3、分子扩散：是凭借流体分子无规则热运动而传递物质的，发生在静止 或层流流体里的扩散就是分子扩散。 4、脱吸因数：是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量纲为1，S=mV/L。 5、用普通温度计所测得的湿空气的真实温度 二、二、选择题选择题 1-10CDACACCBBC 三、三、填空题填空题 1.液相2. 前者为非稳态， 而后为稳态前者只有精馏段， 没有提馏段。 3. 0.7944. 不变5. 0.16 变大7.在物料表面和大孔隙中附 着的水份。8. 0.0488,0.598 四、四、简答题简答题 1.简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分 冷凝。 2.在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效 果相同。 3. 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 6页页 4. 饱和空气条件下相等，即 t=tw=td不饱和空气条件下不等。 5. 对的。因为恒速阶段去除的是以机械方式附着在物料表面的水，这部 分水恰好属于非结合水分。 五、五、计算题计算题 解解： （1 1）由）由 FDW FDW FxDxWx 得得 ()100 (0.60.5) 61.11/ 0.950.05 FW DW F xx Dkmol h xx 10061.1138.89/WFDkmol h （2 2）由题可知：）由题可知： 0.5q q q 线方程为：线方程为： 0.5 0.5 10.5 1 F xx y 1.2yx 平衡线方程为：平衡线方程为： 1 (1) x y x 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 7页页 2.5 1 1.5 x y x 令令= =并化简得：并化简得： 2 1.51.71.20xx 求得求得 q q 线与平衡线交点：线与平衡线交点： 0.492 q x ， 0.708 q y min 0.950.708 1.12 0.7080.492 Dq qq xy R yx 六、六、计算题计算题 解：主体中 CO2的分压为 2 /1503. 0500 2 mKNpco 与溶液成平衡的 CO2分压为: 1 * Exp 对于稀溶液: 3 /56.55 18 1000 mkmolc (4 分) 00841. 0 441000 370 1 c 41 1 10513. 1 56.55 00841. 0 c c x 245 1 /16.2610513. 11073. 1*mkNExp 2 * pcop 于是发生解吸作用。 (4 分) 以分压差表示的传质推动力为 2* /16.11mKNppp (2 分) 七、七、计算题计算题 试求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。注：计算中可近似用摩尔分 率代替摩尔比。 解： hmkmolG 2 /94.60 4 .228 . 0 300/2731200 m aK G H y OG 6094. 0 100 94.60 564. 6 6094. 0 4 OG OG H H N (3 分) 2 . 1 mG L NOG , 833. 0 2 . 1 11 A S)1ln( 1 1 2 1 S y y S S NOG (4 分) 化工原理化工原理2 试题试题 A 总总 6 页页 第第 8页页 833. 0 05. 0 )833. 01ln( 833. 01 1 564. 6 2 y 00387. 0 2 y %3 .92 05. 0 00387. 0 11 1 2 1 21 y y y yy 八、八、计算题计算题 解：1） 12 1 1 1 1 2 2 2 12 1000/0.278/ 0.278 1 0.40.167/ 0.40 0.667/ 11 0.40 0.05 0.053/ 11 0.05 0.167 0.6670.0530.1025/ c c c WGxx GKg hKg s GKg s w