2009化工原理重修考试及答案下册(1).doc

化工原理（下册）一、选择题（共16分）1. 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散， 及分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率，当系统的漂流因数大于1时，_ ；_ （2分） A:大于； B: 小于； C:等于; D不确定2下述分离过程中哪一种不属于传质分离（ ）。（2分）A.萃取分离； B:吸收分离； C:结晶分离； D:离心分离3. 已知物料的临界含水量为0.2kg水/kg绝干物料，空气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td 。现将该物料自含水量X1=0.45 kg水/kg绝干物料，干燥至X2= 0.1kg水/kg绝干物料,，则干燥物料表面温度q（ ） 。（2分）A. qtw B. q = t C. q = td D. q = tw4.若享利系数E值很大，依据双膜理论，则可判断过程的吸收速率为（ ）控制。 （2分）A气膜； B液膜； C双膜5物料的平衡水份一定是（ ）。（2分）A.非结合水份； B.自由水份； C.结合水份； D临界水份6. 二元溶液连续精馏计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化：（ ）。（2分）A. 平衡线； B. 操作线与q线； C. 平衡线与操作线； D. 平衡线与q线。7. 当回流量从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离要求，所需的理论板数（ ）。（2分）A逐渐增多； B逐渐减少； C不变； D.0.05298.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（ ）（2分）A0.143； B0.0559； C0.0502二、填空题（共21分）1. 操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果 _.（2分）2. 是3种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知，且吸收过程的操作条件相同，试将3种气体按溶解度大小排序如下_。（2分）3. 某精馏塔的设计任务是：原料为、，分离要求为、。设计时若选定回流比不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数 ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势 ， ， ， 。若加料热状况不变，将回流比增大。上述5个量的变化趋势： ， ， ， ， 。（5分）4. 根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在_，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将_ 。（2分）5. 已知某物料在25的平衡曲线。设含水量X=0.4kg水/(kg绝干) 的该物料与 = 65% 的空气接触，其X* = 0.07kg水/（kg绝干）。当空气的 = 100%时，X* = 0.27 kg水/（kg绝干）。则物料自由水分量为_， 结合水分量为_，非结合水分量为_。（3分）6. 溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为_区，曲线外为_区，萃取操作只能在_进行。（2分）7. 吸收剂用量增加，操作线斜率 ，吸收推动力 。（增大，减小，不变）（2分）。8. 板式塔中气、液两相发生与主体流动方向相反的流动，称_现象，它们主要是：液沫夹带（雾沫夹带），产生的原因为_，气泡夹带，产生的原因为_ 。（3分）三、计算题（共20分）今有连续逆流操作得填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为1000 m3/h（操作状态），原料气中含甲醇7%（体积百分数），吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的67。设在常压25下操作，吸收的平衡关系取为，甲醇回收率要求为98，塔内填料的有效表面积为200 m2/m3，塔内气体的空塔气速为0.5 m/s。试求：（1）水的用量，kg/h；（2）塔径；（3）传质单元高度；（4）传质单元数；（5）填料层高度。四、计算题（共18分）有一二元理想溶液， 在连续精馏塔中精馏。原料液组成50%（摩尔） ，饱和蒸汽进料。原料处理量为每小时100kmol，塔顶、塔底产品量各为50kmol.h-1，已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。试求：(1)塔顶、塔底产品组成（用摩尔分率表示）；(2)全凝器中每小时冷凝蒸汽量；(3)蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量。 五、计算题（共16分）在连续干燥器中，将物料自含水量为0.03干燥至0.001（均为干基），湿物料的处理量为1100kg/h，操作压强为101.3kPa。已知空气初温为20，湿度为0.01kg水/kg绝干气，该空气被预热后进入干燥器，要求出干燥器的空气湿度为0.028kg水/kg绝干气,出口温度为60。假设为理想干燥过程，预热器热损失可忽略，试求：(1)空气离开预热器的温度；（2）预热器的热负荷；（3）干燥器的热效率。 六、分析问答题（共9分）如图为一干燥速率曲线。在其它条件不变情况下，试在图中作出增大空气相对湿度后的干燥速率曲线。试试卷答案（B）一、选择题（共16分）1. C；A （2分） 分析：因为是双组分气体，所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相反。由费克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。然而因漂流因数大于1，说明产出了主体流动，结果增大了A的传递速率。这里按习惯B为惰性组分。2. D（2分） 3. A（2分）4. B （2分）5、C；（2分） 6. B （2分）7.A （2分） 8.B （2分）二、填空题（共21分）1.达不到要求；（2分）2.第3种最大，第2种次之，第1种最小（2分）分析：操作条件相同，相同，由可知当 有 而m值愈大，表明气体溶解度愈小。； 3. 答案：减少；不变；不变；增加；增加；减少；增大；增大；增大；增大（5分）分析：在进料组成、流率、回流比和产品的分离要求一定时，进料的越大，平均传质推动力越大，所需理论板数越少。由全塔物料平衡知，当、一定时，塔顶产品流率和塔底产品流率也一定。则由知不变，同理也不变。由知当、不变时，值越大，越大。而由可知，越大，也越大。 4. 答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大（2分）5. 0.33 kg水/（kg绝干），0.27 kg水/（kg绝干），0.13 kg水/（kg绝干）；（3分）6.两相区 均相区 两相区； （2分） 7. 增大、 增大 ； （2分）8. 返混现象；小液滴因其沉降速度小于气流速度被气流夹带至上层塔板和大滴液因板间距小于液滴的弹溅高度而被气流带至上层塔板；液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及从液体中分离返回至板面而被液体卷入下层塔板。（3分）三、计算题（20分）1.解：解：（1）（2），（3）（4）用平均推动力法：，可见平衡线为时，可用平均推动力法或解析法的任一种计算方法求取。（5）四、计算题（共18分） (1) R/(R+1)=0.833 R=5 XD/(R+1