化工原理期末試題樣卷及答案

1、、填空選擇題(25分，每空1 分)液20公斤混合后，用溶劑S進行單級萃取,所得萃余相和萃取相脫溶劑后又1、對一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則該塔的 將,Nog 將Hog能得到原來的10% A和80% A的溶液。問此工作狀態(tài)下的選擇性系數(shù)B2、在吸收塔的設(shè)計中，當氣體流量、氣相進出口組成和液相進口組成不變則傳質(zhì)推動力將 ，設(shè)備費用將9、在101.3k Pa下，不飽和濕空氣的溫度為295K、相對濕度為69%當加熱時，若減小吸收劑用量,到303K時，該空氣下列參數(shù)將如何變化？相對濕度，濕球溫度3、某二元混合物，其中11 ;汽相組成yAA為易揮發(fā)組分。液相組成XA=0.4，相應(yīng)的泡點

2、為0.4，相應(yīng)的露點為t 2。則t 1與t 2大小關(guān)系為4、簡單蒸餾過程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度逐漸，其沸點則逐漸,露點10、已知濕空氣總壓為 100kPa,溫度為40C ,相對濕度為50%,已查出40C時水的飽和蒸氣壓Ps為7.375 kPa,則此濕空氣的濕度H是kg水/kg絕干氣，其焓是kJ/kg絕干氣。5、已知塔頂?shù)谝粔K理論板上升的汽相組成為y1=0.63 (摩爾分率，下同)，將其全部冷凝為泡點液體，該液體在貯罐內(nèi)靜止分層，上層xd=0.9作為11、對某低濃度氣體吸收過程，已知相平衡常數(shù)m = 2，氣、液兩相的體積傳質(zhì)系數(shù)分別為 kya = 2 10-4 kmol/(m 3 s) , kx

3、a = 0.4kmol/(m 3 s)。則該吸收過程為阻力控制。(A)氣膜(B)液膜(C)氣、液雙膜(D)無法確定產(chǎn)品，下層X0=0.5于泡點下回流，則回流比 R=12、某精餾塔的設(shè)計任務(wù)為：原料為F、xf，塔頂為XD,塔底為XW若塔釜上6、設(shè)計精餾塔時，已知原料為F,Xf ,分離要求為XD和XW ,加料熱狀態(tài)q已選定，今若選擇較大的回流比R,則nt升蒸汽量V不變，加料熱狀態(tài)由原來的飽和蒸汽改為飽和液體，則所,L/V?（增需理論板nt加,不變，減少)(A增加(B)減少(C)不變(D)不確定7、萃取操作依據(jù)是13、在精餾塔設(shè)計計算中，當F、Xf、R、D和W定，并保持實際操作氣速選擇萃取劑的主要原

4、則不變，而q值減小，則&有一實驗室裝置將含 A 10%的 A、B混合物料液50公斤和含A 80%的A B昆(A)精餾段塔徑不變，提餾段塔徑減小(B)精餾段塔徑增大，提餾段塔徑不變合物料(C)精餾段塔徑減小，提餾段塔徑增大(D)精餾段塔徑減小，提餾段塔徑減小14、在B-S部分互溶體系的單級萃取過程中，若加入的純?nèi)軇┝吭黾佣渌?操作條件不變，則萃取液濃度yA（A）增大 （B） 下降（C） 不變 （D）變化趨勢不確定15、溫度為to,濕度為Ho,熱器后，空氣的溫度為相對濕度為。的濕空氣，經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)t1，濕度為H1，相對濕度為1,則(A) H 0>H ;(B) 0> 1

5、；(CH0<H1；(D) 0< 1 o二、問答題（1 5分，每小題1、操作中的吸收塔，若吸收劑入塔濃度 性分析氣體出塔濃度 y2、液體出塔濃度 不變條件下，xi只能變?。?、精餾塔在一定條件下操作，若回流液由飽和液體改為冷液時，其塔頂產(chǎn) 品組成有何變化？為什么？5 分)X2降低，其他操作條件不變，試定X1的變化趨勢。（可畫圖說明：Nog四、干燥計算題（15分）在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數(shù)據(jù)如下：空氣進入預(yù)熱器的溫度為15C濕含量為0.0073Kg水/ Kg絕干氣，焓為35KJ/Kg絕干空氣； 空氣進干燥器溫度為 90C,焓為109KJ/Kg絕干氣；空氣出干燥器溫度為5

6、 0C;濕含量為 0.023Kg水/Kg絕干氣；進干燥器物料含水量為0.15Kg水/Kg絕干料；出干燥器物料含水量為0.01Kg水/ Kg絕干料；干燥器生產(chǎn)能力為237Kg/h （按干燥產(chǎn)品計）。試求：（1）絕干空氣的消耗量（Kg絕干氣/h ）；（2）進預(yù)熱器前風機的流量（3）預(yù)熱器加入熱量（附：濕空氣比體積計算公式：3m /s )；KW (預(yù)熱器熱損失可忽略)。Vh= (2.83 X 10-3+4.56 X 10-3H)X (t+273)3、提高干燥時氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時 是變小？試從干燥機理加以分析。；x C直將會變大還三、萃取計算題（10分）用純?nèi)軇㏒進行單級萃取，Xf=

7、0.15 （質(zhì)量分率，下同），萃取相中 A的濃度 與萃余相中A的濃度相同，采用溶劑比 S/F為1 o（1）選擇性系數(shù)；（2）當溶劑用量為最少時的萃取液濃度kA均相同）試求:oYa o五、吸收計算題（15分） 在填料塔中，用純吸收劑逆流吸收某氣體混合物中的可溶組分.混合物中溶質(zhì) A勺初始組成為0.05，通過吸收，氣體出口組成為 出口組成為0.098 （均為摩爾分率），操作條件下的氣液平衡關(guān)系為 并已知此吸收過程為氣膜控制，試求：（1）氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Nog（2）當液體流量增加一倍時，在氣量和氣液進口組成不變的情況下，溶 質(zhì)A被吸收的量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮緼,已知氣體0.02，溶液 y = 0.5x

8、 ,（設(shè)所涉及范圍內(nèi)分配系數(shù)六、精餾計算題（20分）含苯0.5 (摩爾分率，下同)、流量為 1000kmol/h的苯 甲苯混合液在一常 壓連續(xù)操作的精餾塔內(nèi)進行分離。按工藝要求塔頂餾出液中苯含量不低于0.9，苯的回收為90%，泡點進料和泡點回流，且(1)(2)(3)(4)部分中含難揮發(fā)組分較大，使氣相易揮發(fā)組分增濃。同時，在塔頂回流比R=1.5R min,塔頂、塔底產(chǎn)品量 D、W (kmol/h )及塔底產(chǎn)品濃度 寫出此操作條件下的精餾段操作線方程； 寫出此操作條件下的提餾段操作線方程；若在塔操作中將上述進料濃度改為0.4,而維持F、q、否達到=2.5。試求:xw ；R、D不變，能分離要求？化

9、工原理(下冊)B卷試題評分標準及參考答案(25分，每空1分)一、填空選擇題1、不變，增大2、減小、增加3 、t1 t2 4、降低，升高2.086、減少，增大7 、溶液中各組分在溶劑中溶解度有差異、較強溶解能力、較高選擇性、易于回收8、369、降低，升高，不變 100.0238、101.69 /100.6911、A 12 、A 13、A14、D 15二、問答題(15分，每小題5 分)1、 L、G不變， Hog不變、Nog不變；又 m不變，故 1/A 不變。由吸 收因數(shù)法可知 變，由此可知 y2。至于X1的變化，則可用排除y mx2法判斷：假設(shè)X1不變或變大，可見均與Nog不變相矛盾。因此，X1必

10、變小。2、從泡點回流改為冷液回流時，XD t。其原因是：冷液回流至塔頂時,冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟取＠淠３植蛔兊臈l件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，使得精餾段實際回流比增大, 操作線向平衡線靠近，所需 Nt減少，這也有利于分離。3、XC t 因為提高干燥時氣流速度可導致等速階段 U增加，隨著U f ,內(nèi)部 水分擴散不及的現(xiàn)象就可能提前來臨 ，即X0 t。也就是：臨界含水量X0隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。Na kH(HwH) (t tw)；氣速增大 rw物料本性、氣固接觸方式均相同條件下，kH和增大Na恒NaBXc三、萃取計算題(10分/7、3,結(jié)果允許有誤差)

11、(1)作圖法求解：連接XF、S兩點，因為S/F=1，所以FS中點即為合點M。又yA Xa，故過M作水平線RE即為連結(jié)線， 連接SE、SR,并延長至 由圖上可讀出Ya =0. 54,Ya/XaE0、R0Xa=0. 10 / 0Ya/Xa0.54/0.1也可0 0 0 0Yb/xb(1 yA)/(1 Xa)Ya/Xa Ya/XaABy A,maxEXFR(1 0.54) /(1 0.1)10.5610.56Yb/Xb(1 Ya Ys)/(1 Xa Xg)(2)設(shè)FS線與平衡線左交點為 M，過M作水平線ME，則ME即為S 用量最少時的連結(jié)線。連結(jié) SE并延長至AB邊上，得yA=0. 6(虛線位置)四

12、、干燥計算題(1.求絕干空氣量GC =G 2 (1-15分，每小題5分)V (考察X與w之間的關(guān)系)W 2 )= G 2 / (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg絕干料 /hW=G C (X1 -X2 )= 234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/hV=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg絕干氣 /h2 .求風機流量LVH= (2.83X 10-3+4.56 X 10-3Ho)X (to+273)=(2.83X 10-3+4.56 X 10"3X0.0073 )X (15+273) =0.825m3濕空氣/Kg絕干氣4.

13、6In1丄A-In1 0.815y20.00606丄0A y20.815005 0.815yaL = VXv H =0.825 X2096=1729.2m3/h=0.480 m 3/S3 求預(yù)熱器加入熱量QPQ P = V (I 1 - I 0 )L增大一倍后，溶質(zhì) A被吸收的量=Gy1 y2=155104KJ/h=43.08KW五、吸收計算題(15分/9、 屬低濃氣體吸收0.05(1)Ly1 y2=2096(109-35)而原狀況下溶質(zhì)A被吸收的量=G y1 y2y1 y20.05y21/ AX1m 0.5UG 0.3066),x 2=0業(yè) 0.3060.098 01.63A 0.612G

14、y1y2y1y2O.。06061.46(倍)0.05 0.021,mG1 L1In1 1.63(2) L增大一倍時, No也不變。1 mGA 2LNogInmG0.05y1 mx2mGy2 mx21.634.6六、精餾計算題(1)Dxp 0.9DFxf1000 0.5D 500kmol/h 1000 D W W 500 kmol/h 1000 0.5 D20 分/6、6、6、0.90XW0.12)0.9WXw1.63 0.02因吸收過程為氣膜控制，故 而163 0.815; A 1.224，貝y2Kya不變，Ho不變，所以(2)泡點進料,yeXeXf0.5Xe11 Xe2.51 1.5 0.5瞠 0.714xdyeye XeR 1.5 Rmin精餾段操作線方程：Rmin0.9 0.714 cccc0.8690.714 0.51.5 0.869 1.304Ryn1 LXd1.304XnR 12.304(3 )精餾段操