化工原理復(fù)習(xí)題1

1、一、填空、判斷與選擇題（40分）1（2分）某一操作中吸收塔，若吸收劑的溫度突然升高，則&說法不正確。A.Y,%不變；B.Y2增大，又不變；C.Y增大，X不變；D.Yi不變，X減小。2（4分）在某吸收系統(tǒng)中，已知ky=3.8X104kmol/m2?s,kx=1.25x102kmol/m2?s,平衡關(guān)系y=x,貝UK=3.69x104kmol/（m2s）,此氣體是易溶氣體,此過程屬于氣膜控制,欲強(qiáng)化此過程應(yīng)增加總壓和增大氣流速度。3（6分）如附圖1所示，在密閉容器內(nèi)存在某種低濃度水溶液，容器內(nèi)壓強(qiáng)為p,溶液溫度為t,溶質(zhì)含量為c（x）,試問：（1）若將N2壓入容器，則E不變，H不變,m變小，pe不

2、變：（2）若溶液溫度t下降,則E變小，H變小，m變小，pe變小：（3）注入溶質(zhì)A,則E不變，H不變，m不變,pe變大。P。附圖14（4分）某吸收塔中，物系的平衡線方程為y=2.0x,操作線方程為y=3.5x+0.001,當(dāng)y1=0.06,y2=0.002時(shí)，X1=1.686乂102,十=2.857X104,L/V=3.5,氣相傳質(zhì)單元數(shù)Npc=6.79o5（2分）對于低濃度氣體吸收，部分吸收劑（L/2）從塔中部循環(huán)入塔,如附圖2所示。設(shè)1=乂則其操彳線應(yīng)為（bl。附圖2飽和蒸汽的q=0:蒸汽是液體2倍的混6(3分)飽和液體的q=1:合進(jìn)料液的q=1/3。7(2分)已知精儲段操作線方程為：y=0

3、.75x+0.24,則該塔的操作回流比為(BJ_,塔頂產(chǎn)品濃度Xd為(C1(A)0.9(B)3(C)0.96(D)4(E)0.98(F)28(2分)板式塔精儲操作，已知物系在操作條件下，相對揮發(fā)度為,操作方程為y=ax+b,設(shè)第n塊板為一理論板，進(jìn)出該板各物流如附圖3小，則yn+1和Xnl的關(guān)系是(C)(A)。+b(B)(C)J+11+(1)4t(D)yn+l爾I1+(l)xn_x(C1。低的堰長塔徑比(L/D);9(2分)當(dāng)大液氣比操作時(shí)，宜采用(A)齒形堰；(B)(C)雙溢流或高的(L/D);(D)圓形堰10 （2分）塔板上布置安定區(qū)的目的是為了（_BJ_。（A）防止霧沫夾帶量過高；（B）

4、防止越堰液體的氣體夾帶量過高（C）防止漏液量過大；（D）液體分布不均勻11 （2分）一般情況下，溶質(zhì)A的分配系數(shù)kA（D）。（A）大于1;（B）小于1;（C）等于1;（D）難以判斷12 （2分）在單級萃取過程中，若萃取劑用量減少，則萃取相YaA萃余相xa_a_,脫去溶劑后萃取液yA旦，萃余液xAA。一（A）變大；（B）變??；（C）不變；（D）不確定13（2分）干燥介質(zhì)的溫度和流速相同，在H、H兩種濕度下測得干燥速率曲線如附圖4所示，這表明H（旦】H（A）大于;（B）小于；（C）等于；（D）接近于U附圖414 （3分）在恒定干燥條件下，將含水35%（濕基）的濕物料進(jìn)行干燥，開始時(shí)干燥速度恒定，當(dāng)

5、干燥至含水量為8%什基）時(shí)，干燥速率開始下降，再繼續(xù)干燥至物料恒重，并測得此時(shí)物料含水量為0.08%（干基）。則物料的臨界含水量為_8%（干基），平衡含水量為0.08%（干基），自由含水量為53.77%（干基）。15 （2分）物料含結(jié)合水和非結(jié)合水的分界是（C1。（A）等速干燥階段終點(diǎn)；（B）降速干燥階段終點(diǎn)；（C）水分與純水的蒸汽壓相等；（D）第一和第二降速階段的交點(diǎn)。二、分析與判斷題（24分）1 （8分）某吸收塔H=s,氣體流量GW組成V和液相組成X2不變，試?yán)L出以下兩種情況下的操作線（平衡線如附圖5所示）。（1） L/Gm（2分）（2） L/Gm;（2分）（3）試討論在以上兩種情況下，增

6、加L/G能否使氣體出口含量y2降低？（4分）（a）L/（b）L/（71,進(jìn)料濃度Xf,塔頂采出率D/FR進(jìn)料位置均保持不變。試判斷：（1） （2分）塔釜蒸汽量V保持不變，則塔釜加熱量Q_不變，塔頂冷量Q變小，Xd變小，xw變大；（2） （2+4分）保持回流比林變，則塔釜加熱量Q變大，塔頂冷量Q不變，Xd變大，Xw變?。ㄗ兇?，變小，不變，不確定），并分別畫圖6所示意新舊工況的操作線變化。(b)附圖63（8分）如附圖7所示，當(dāng)采用部分廢氣循環(huán)，廢氣先混合、后預(yù)熱流程和新鮮氣先預(yù)熱后混合流程，試分析比較兩種方案耗熱量的大小并說明理由。先預(yù)熱后混合流程附圖7答：從圖中可看出，由始差（IMI。）可求得所

7、耗熱量，無論先混合后預(yù)熱流程還是先預(yù)熱后混合流程，耗熱應(yīng)該一樣，只不過先預(yù)熱后混合，氣體的出口溫度高些，要能位較高的熱源。從虛線框中可看出，進(jìn)出物料的量和始均相等，故提供給預(yù)熱器的熱量相等。三、計(jì)算題（36分）1（10分）在常壓操作的逆流吸收塔內(nèi)，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械目扇芙M分A,入塔氣體中A的摩爾分率為yi=0.03,要求吸收率Y=0.80?，F(xiàn)已知操作條件下的S=mGL=0.8（肝常數(shù)），平衡條件y=mx與入塔氣體成平衡的液相濃度xi*=0.03。試計(jì)算：操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)；（4分）吸收液的出口濃度；（2分）完成上述分離任務(wù)所需的氣相傳質(zhì)單元數(shù)NOg。（4分）解：（D根據(jù)M=0.0

8、3Tx；-0.03及y=切或得m-v./xf=1（1分）一1L.1.1又根據(jù)S=mG/=0.8得操作的液氣比為1/G=1/0,8=1,25又分）最小液氣比為（工/。）口面二4=二儼?二080（1分）x-x2為0操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)旦”二二L563（3G媼0.80（1分）吸收液的出口濃度4f吟力心x0.03x0.8=0.019212分）1.251,0.030.0192-八Vtnix110.80.03（10.80）0In=291（4分）2（10分）某二組分混合液用精儲分離，其進(jìn)料摩爾分率為0.5,泡點(diǎn)進(jìn)料，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度=2,塔頂出料量是進(jìn)料量的60%（摩爾比）如果所采用的精儲塔的理論塔

9、板數(shù)為無窮多塊，試計(jì)算：R=0.8時(shí)，塔頂與塔底的組成各為多少？解，已知：P=0.60F,W=0.40F,xF=0.5,q=儀=2.0,7?=0.8兩段的操作線方程R145y=x+=x+xD=0.444j;-0,555xd（1）（1分）-R+l尺+199RD-FWRDF+lW.Fy=x二xf2介r（J?+1）D（/?+1）Dw（R+l）D/F（R+l）D/F&萬二1.370m-0.370Hls1r（2）相平衡方程：y=十對（3）（1分）從題給參數(shù)知r兩段操作線的斜率一定，當(dāng)粕諦塔的理論塔板數(shù)為無窮?時(shí)，必有兩段的操作線與平衡線相交，此時(shí)精譚塔的分離能力達(dá)到最大值，如圖示口（2分）當(dāng)仆二。5時(shí)，

10、由式得力二.7（1分）將=0.5.n二0.667分別代入式。）和式（2）得或口=0.0,xw=0.05（2分，各1分）除：根據(jù)物料衡算約束式有:*口2*尸*/山二一6一1父0一50二0一833,靠口=040833JLAEIJilA.xU故滿足物料衡算式的要求J1分）3（6分）某混合液含溶質(zhì)A為50%,溶質(zhì)B為50%,用純?nèi)軇┻M(jìn)行單級萃取，物系的相平衡關(guān)系如附圖所示，試求在多大溶劑比下操作所獲得的萃取液濃度最高？此時(shí)溶質(zhì)的萃余率為多少？并寫出作圖步驟。解：（1）根據(jù)Xf確定F的位置，連接FS;（2）過S點(diǎn)作溶解度曲線的切線SE,并延長至于AB線相交，得最大萃取液的組成yAmax=0.88;（3）

11、過E點(diǎn)作AB的平行線與輔助曲線相交于點(diǎn)H,再過H點(diǎn)作AS線的平行線與溶解度曲線相交于點(diǎn)R,連接E、R得最大萃取液組成下所對應(yīng)的平衡聯(lián)結(jié)線ER。（4）聯(lián)S、R,并將SR線延伸至與AB邊相交，得滿足該條件下的萃余率，即xA=0.24。附圖84（10分）某濕物料的的干燥速率在恒速段為U=1.5kg（水）/（m2.h）,在降速段的干燥速率為U7.5X-0.75。若將該物料從Xi=0.6干燥到X=0.15kg（水）/kg（絕干物料），試求干燥時(shí)間（已知G/A=20kg/m2）解：（1）臨界含水率Xc和平衡含水率X*U二75工亡一075=15nxe=0.3（2分）U=7,5X-0,75=0工=0（2分）（2卜燥過程經(jīng)歷了兩個(gè)階段，恒速干燥階段和降速干燥階段所需十燥時(shí)間X從8=0,6f=0.3的降速卜燥階段所需干燥時(shí)間盯名-國&)=0.60.3)=40