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 23 10 2kmol m2 h kPa 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 AH0 H1B 0 1CH0 H1D 0 1 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 2 h kmol m3 溶质的溶解度系数 H 1 48kmol m 3 kPa Ky kmol m 2 h 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y x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 20 xx 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 X