化工原理重修考试及答案下册()

1、化工原理（下册）、选择题（共 16 分）1. 双组分气体（A、B）进行稳定分子扩散，Ja及Na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， | 心| | 人| ； NA NB （ 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 o现将该物料自含水量 Xi=0.45 kg水/kg绝干物料，干燥至 心 0.1kg水/kg绝干物料,，贝V干燥

2、物料 表面温度。（）。（ 2 分）A. 0 t w B. 0 = t C. 0 = td D. 0 = t w4. 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. 二元溶液连续精馅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，精馅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

3、,逐渐减少；C.不变；8. 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）A. 0.143； B. 0.0559； C. 0.0502二、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，贝吸收效果.（2分）2. 气方 ,$3是3 种气体在吸收过程中的脱吸因数，已知公$2$3,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, 某精馅塔的设计任务是：原料 为F、xf,分离要求为知、设计时若选定回流比R不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，贝所需的理论板数 Nr, 精馅段和 提馅段的气

4、液相流量的变化趋势 V, L,L, V, Lo （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 25C 的平衡曲线。设含水量 X=0.4kg 水/（ kg 绝干）的该物料与（ p = 65%的空 气 接触，其 X* = 0.07kg 水/ （kg 绝干）。当空气的 cp = 100%时， X* = 0.27kg 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 o （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

5、）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 o （ 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lOOOm/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25C下操作，吸收的平衡关系取为丫 = 1.15X,甲醇回收率要求为98%,Ky =0.5kmol/（m2 ?/? 塔内填料的有效表

6、面积为 ZOOm%!，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HOG；（4）传质单元数NOG；（5）填料层高度。四、计算题（共 18分）有一二元理想溶液，在连续精馆塔中精馅。原料液组成 50% （摩尔） , 饱和蒸汽进料。 原料处理量 为每小时lOOkmol,塔顶、塔底产品量各为 50kmol.h，已知精馅段操作线方程为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）蒸馅釜中每小时产生的蒸汽量。五、计算题（共

7、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20C,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 60C。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。U试试卷答案（B）/_、选择题（共16分）W

8、 X1. 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）,mV分析：操作条件相同，V/L相同，由S= 可知当女口$2$3L有 m2 m3而m值愈大，表明气体溶解度愈

9、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q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F、XF. XD.定时，塔顶产品流率。和塔底产品流率W也一定。则由V = （R + 1）D知V不变，同理L = RD也不变。由 V=V- （l-q）F知当V、F不变时，q值越大，V 越大。而由L=V-W 可知，V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

10、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）Y. = 0-07 = 0.07531 -力 1-0.07匕=匕（1_仞 =0.0753x（1-0.98）=1.5xl0-3y f) 0753X| =67%X ; =0.67xA=1 1 m 1.15X2 =0v 1000Vx(l-yi )x2731000ce、273

11、 x(l- 0.07) x = 38kmol / h (273 + 25) 22.4，门298匕一匕 _ 0.0753 1.5x10-3 V - %! - X 2 - -0.0439-0-L = 1.68V =1.68x38 = 63.Skmol /h = 1.15xlQ 2kg /h1 华 mV x K -mX, mVL Y2-mX2 L1000 3, m Is3600=0.84m(3) Hog= =3 = 0.686m80.5X200X-X0.8434(4) 用平均推动力法：匕=0.0753,匕=1.5x10 3, X= 0.0439, X 2 =0.?.约 * =1.15X =1.15x

12、0.0439 = 0.0505, Y*=1.15X 2=QIn (I) +-(匕- 匕 *)-( 匕-*) _(0.0753-0.0505)-(1.5x10 3-0) = 8.3x 戚 5 w w 1 w w . w w w wIn 3Y2-Y21.5x10-3 0INogi mVU5 g-。+ 空L68 1.5XW3-01.681 -L.1 “In (1-=11.15L68=8.89可见平衡线为P*= ?X时，Ng可用平均推动力法或解析法的任一种计算方法求 取。(5) Z = Hoc -Noc = 0.686x8.89 = 6.1m四、计算题(共18分)(1)R/(R+I)=0.833.?.

13、R=5Xd/(R+1)=0.15 Xd =0.90F Xf =D Xd +W X wXw =(100X 0.5-50 X 0.90)/50=0.1 (mol 分率)(2) V=(R+I)D=300moI.h -1q=0(3) V =V-F=300-100=200 mol.h 1五、计算题（共16分）w2= 0.001例11-3附图解：湿物料干基含水量XI=M = ET 33幺=产-=吕踣T= ? 0011 W2 1 0. 001绝干物料G=G|(l-w,) = l 100(1-0. 03)kg绝干料 /h=l 067 kg 绝干料 /h水分蒸发量W=G(X,-X2) = 1 067(0. 03

14、0 93 0. 001 )kg/h=31. 94 kg/h空气耗量G( X2)l 067 (Ajj-0,001 )_kg 绝干气 /h=1 774 kg 绝干气外预热器负荷Qp L(I 1 Io)理想干燥器I, = / 2 = (1. 01 +1. 88H2 )t 2 4-2 490H 2=(1.01 + 1. 88X0. 028)X60 + 2 490X0. 028 kj/kg=133. 5 kj/kgL =(1. 01 + 1. 88HM+2 490H。=(1. 01 + 1. 88X0. 01)X20+2 490X0. 01 kj/kg=45. 48 kj/kgQ(, = l 774 X(133. 5-45. 48) kj/h= 1.561 X 10s kj/h = 43. 37 kW广 W(2 49T1.883 xOO% = b -以4-汽斛四 xiOO%=53.3%Wp