化工原理期末.doc

简答题：1、 操作型问题：流体流动 阀门变化 3个（例1-13 p35、例1-16 p39、习题1-28 p51）2、如何强化传热，提示k,、A、tm, 上册p1453、多效蒸发及效数确定（35效）上册p224二次蒸汽的压力和温度比该效的加热蒸汽的压力和温度低，可作为下一效的加热蒸汽，每一效的操作压力要逐步降低，最后一效用真空蒸发；为了减少加热蒸汽的消耗量，可采用多效蒸发4、吸收（双膜理论、阻力、平衡）3个 下册p265、液泛的两种形态，液体太多，气体太多。 下册P1276、精馏：回流比、回流比选择、调节、对塔底产品影响 下册p967、干燥：为什么空气既是载湿体又是载热体 下册p1898、超临界流体的特性 下册p232 9、膜分离（分类） 下册p244计算题：1、 流体流动虹吸 上册 例1-4 p13、 习题110、112 上册p492、 过滤q2+2qqe=kA 习题3-7 上册p120 已知 /q=3740q+200 求：K和qe解：q2+2qqe=K2两边对q、求导2q/K+2qe/K=/q又/q=3740q+200 2/K=37402qe/K=200K=2/3740； qe=200/37403、 传热：解：（1） 冷却水的量 Q=ms1Cp1T= ms2Cp2t1.42（150-100）= ms24.18（60-25）ms2=0.957kg/s=3445.2kg/h1/K=1/2+bd2/dm+d2/1d1=1/930+2.510-325/4522.5+25/11602075 K=451.6w/m2k（2）A=Q/Ktm Q= ms1Cp1T=140KJK=451.6w/m2ktm=（90-75）/ln（90/75）=82.3A=140103/451.682.3=3.77m2L=A/d=48.03m解：（1）能量守恒 ms1Cp1T= ms2Cp2t20001.02（150-80）= ms24.17（65-15）ms2 =684.89kg/h（2）因气流侧气 水，气不变，气为主要热阻，所以K考虑不变。 Q=KATm Tm 不变；Tm 1 = Tm 2 （85-65）/ln（85/655）=（150- t2-60）/ln（150- t2）/60t2=60，ms2 =ms1Cp1T/Cp2t=856.12kg/h用一单程立式列管换热器将46的CS2饱和蒸汽冷凝、 冷却到10。CS2走壳程，流量为250kgf/h，其冷凝潜热为85Kcal/kgf，液相CS2的比热为0.25 Kcal/kgf；冷却水走管程。由下而上和CS2呈逆流流动，其进出口温度分别为5和30。换热器中有252.5管30根，管长3m， 设CS2蒸汽冷凝和液体冷却时的传热系数分别为200kcal/m2h和100kcal/m2h（均以管外表面为基准）， 通过计算判定此换热器是否满足生产要求？ 解：4、 吸收：有变化 解析法，积分算出 例9-6 下册p385、 精馏：1. 苯、甲苯两组分混合物时行常压、蒸馏，原料组成X（苯）= 0.7 ，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率）。现用以下二种方法操作：（1）连续平衡蒸馏（2）连续精馏在（2）情况下，塔顶用一分凝器，其中50%的蒸气冷凝并返回塔顶，出冷凝器的蒸汽与冷凝液保持平衡。对于每种方法进料量均为100mol，问塔顶，釜产量各为多少？气化量为多少？已知=2.46解： 2.用连续精馏塔分离苯甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以上均为摩尔分率），原料液为汽，液混合物进料，其中蒸汽占1/3（摩尔数比）苯甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，试求：（1）原料液中汽相及液相的组成；（2）最小回流比；（3）若塔顶采用全凝器。求从塔顶往下数第二块理论板下降的液体组成。 解：（1） FXF=2FXF/3+FyF/3 yF=XF/1+（-1）XF （=2.5） XF=0.3262；yF=0.5476又 XF= xe；yF= ye（2）Rmin=（xd- ye）/（ye -xe）=（0.95-0.5476）/（0.5476-0.3262）=1.817R=2 Rmin=3.635（3）精流操作线：y=0784x+0.205y1=xD=0.95y1=/1+（-1）x1 x1=0.8837，y1=0784x1+0.205y1=0.8978，x2=0.7785解：yb=0.02 ya=yb(1-)=0.02(1-0.95)=0.001 (L/G) min=(yb-ya)/(xb-xa) =(0.02-0.001)/(0.02/1.2-0.0004)=1.168 L/G=1.51.168=1.752 L/G=(0.02-0.001)/(xb-0.0004)=1.752 , xb=0.01124 ya=ya-m xa =0.02-1.20.01124=0.00651 yb=yb-m xb =0.001-1.20.0004=0.00052 ym=(yb-ya)/Ln (yb/ya)=0.00237 HoG=G/Kya=0.04/0.052=0.769 m NoG=(yb-ya)/ym=(0.02-0.001)/0.00237=8.02 h=HoGNoG=0.7698.02=6.17 m。6、 萃取：1.已知A B混合液组成如图中F点所示，用纯溶剂单级萃取，萃余液的组成在R点，物系的分配系数KA=1，试求（1）选择性系数；（2）当（S/F）min萃取液组成yA； （附图见于ppt 12章萃取 51页）解：连SR与溶解度曲线相交于点R，过R点作ERBS，ASRR，过E作ASEE（1）KA=yA/xA=1 KB=yB/xB=0.22/0.78=0.28=SE/SR=KA/KB=3.55（2）连SF与溶解度曲线交于M，过MEBS连SE1与AB交于E点；yA=0.642. 现有一原溶剂10g，内加溶质A1g，用萃取剂进行萃取，萃取剂与原溶剂不互溶，在萃取过程中，KA = 3（用质量比表示）现用以下两种方式进行萃取，（1）.用10g 萃取剂进行单级萃取； （2）.用10g 萃取剂进行5次错流萃取，每次用量为2g，问萃取后残液中尚存A分别为多少？解：(1) KA=（1-x）/10/（x/10）=3 ； x=0.25g（2） KA=（1-x1）/S/（x1/B） x1= 1/1+KAS/B