化工原理試卷B及答案

1、（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）20142015學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷主考教師：陸杰、劉錫建、王遠(yuǎn)強(qiáng)學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)化工原理（二）課程試卷B參考答案（本卷考試時(shí)間 120分鐘）題號(hào)一一二四五六七八九十總得分題分2020107101815100得分填空題（每空1分，共20分）1、蒸鐳是利用各組分揮發(fā)度不同 將液體混合物部分汽化而使混合物得到分離的單元操作，兩組分蒸儲(chǔ)中，相對(duì)揮發(fā)度差異越大，分離越易；相對(duì)揮發(fā)度等于1時(shí)不能用普通精微方法分離。2、在精微塔中當(dāng)塔板中離開(kāi)的氣相與液相之間達(dá)到相平衡時(shí)，該塔板稱(chēng)為理論板 ,精 福塔的塔頂溫度總是低壬 塔底溫度。3、總壓為99.7kPa, 10

2、0c時(shí)苯與甲苯的飽和蒸氣壓分別是179.18kPa和74.53kPa,平衡時(shí)苯的液相組成為0.241 （以摩爾分?jǐn)?shù)表示），苯與甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為 2.40。4、當(dāng)分離要求和回流比一定時(shí)， 過(guò)冷液體 進(jìn)料的q值最大，此時(shí)分離所需的理 論板數(shù) 最少。5、對(duì)于同一種溶質(zhì)，溶解度隨溫度的升高而減小,加壓 和降溫對(duì)吸收操作有利。6、根據(jù)雙膜理論，水吸收空氣中氨的過(guò)程屬 氣膜 控制過(guò)程；水吸收空氣中CO2的過(guò)程屬 液膜 控制過(guò)程；上述兩種氣體中， CO2吸收可以采用化學(xué)吸收, 可顯著提高吸收速率。7、在吸收操作中，氣體流量、氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則操作線將 靠近 平衡線，傳

3、質(zhì)推動(dòng)力將 減小。8、當(dāng)不飽和濕空氣溫度升高時(shí)，濕球溫度丑高，相對(duì)濕度隆低,露點(diǎn)丕變一。二、選擇題（每題2分，共20分）1、下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ B ）。（A）板式塔內(nèi)氣液逐級(jí)接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸（B）吸收過(guò)程可以用等分子反向擴(kuò)散說(shuō)明(C)精儲(chǔ)既可以用板式塔，又可以用填料塔(D)吸收既可以用板式塔，又可以用填料塔2、二元溶液連續(xù)精微計(jì)算中，進(jìn)料熱狀況的變化將引起以下線的變化(A )。(A)提儲(chǔ)段操作線與q線(B)平衡線(C)平衡線與精微段操作線(D)精微段操作線與q線3、操作中連續(xù)精儲(chǔ)塔，F(xiàn)、q、XF、D、W不變，回流比小于原回流比，則(B )。(A) Xd、Xw均增加(B) Xd 減小

4、，Xw增加(C) Xd、Xw均不變(D)不能正常操作4、為防止液泛的發(fā)生應(yīng)采取的措施是(C )。(A)增加氣速(B)增加液體流量(C)增大板間距(D)增加塔板開(kāi)孔率5、對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則塔的HOG將(C )。(A)增大(B)減小(C)不變(D)不能判斷6、低濃度逆流吸收操作，當(dāng)氣液進(jìn)塔組成不變，而改變操作條件使脫吸因數(shù)s增大，則氣體出塔濃度Y2將( A )。(A) 增大 (B)減小 (C)不變 (D)不確定7、有關(guān)擴(kuò)散傳質(zhì)中漂流因數(shù)概念，下來(lái)討論中正確的是(D )。(A)漂流因數(shù)概念只適用于氣相擴(kuò)散傳質(zhì)，而不適用于液相擴(kuò)散傳質(zhì)(B)漂流因數(shù)反映分子擴(kuò)散速率對(duì)單

5、向分子擴(kuò)散傳質(zhì)速率之比(C)漂流因數(shù)概念只適用于分子擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程，而不適用于對(duì)流擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程(D)漂流因數(shù)一定大于或者等于18、 將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱(chēng)為(A )(A)露點(diǎn)溫度(B)干球溫度(C)濕球溫度 (D)絕熱飽和溫度9、空氣的干球溫度為 t,濕球溫度為tw ,露點(diǎn)為td ,當(dāng)空氣的相對(duì)濕度為100%時(shí)，則(A )(A)t= tw= td (B)t> tw> td( C) tvtwV td(D)t> tw= td10、干燥過(guò)程中較易除去的是( B )。(A)結(jié)合水分 (B)非結(jié)合水分(C)平衡水分(D)自由水分三、(10分)、某連續(xù)精儲(chǔ)操作分離二元混合

6、溶液，已知操作線方程為：精微段 y 0.80X 0.16 提微段 y 1.40X 0.02若原料液于泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，求回流比，塔頂、塔底產(chǎn)品和進(jìn)料的組成。R解：由精微段操作線方程斜率 0.80 解得 R 4R 1聯(lián)解 y 0.80X 0.16 及 y x得塔頂產(chǎn)品組成xD x 0.80再聯(lián)解 y 1.40x 0.02 及y x得塔底產(chǎn)品組成部分xW x 0.05再聯(lián)解 y 0.80x 0.16及 y 1.40x 0.02得 x 03 y 0.4四、（7分）總壓為101.325kPa、溫度為20c時(shí)，NH3在水中溶解，NH3在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)為0.012,此時(shí)溶液上方氣相中NH 3的平衡分壓為2.2

7、66kPa。試求此時(shí)之溶解度系數(shù)H、亨利系數(shù)E、相平衡常數(shù) m。溶液的密度為1000kg/m3。解:*1.867（3分）y 0.0224x 0.012*或者由式（6-1） E 比 一 188.8 kPa（2分）X 0.012溶劑水的密度p s=1000kg/m3,摩爾質(zhì)量 Ms=18kg/kmol ,由式（6-10）計(jì)算HH -1000 0.294 kmol/ （m3，kPa）（2 分）EMs 188.8 18五、（10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(jìn)入預(yù)熱器的溫度為15C,濕含量為0.0073 kg水/kg絕干氣，經(jīng)預(yù)熱后空氣進(jìn)干燥器溫度為90 C,空氣出干燥器溫

8、度為30C,濕度為0.023 kg水/kg絕干氣。物料經(jīng)過(guò)干燥后含水率由0.15降至0.01 （均為干基），干燥器生產(chǎn)能力 Gc為234.7kg絕干物料/h。試求：（1）空氣進(jìn)出干燥器的始值變化；（4分）（2）水分蒸發(fā)量（kg/h） ; （ 2分）（3）空氣的消耗量及單位空氣消耗量；（4分）解：（1） I1 （1.01 1.88H1）t1 2490H1 110kJ/kg 絕干氣I2 （1.01 1.88H2）t2 2490H 2 88.9kJ/kg 絕干氣（2）水分蒸發(fā)量；W Gc（X1 X2） 32.9 kg/h（3） L W/（H2H1） 2096 kg絕干空氣/h六、(本題18分)用連續(xù)

9、精儲(chǔ)塔分離某二元混合液，原料液流量為200 kmol/h,露點(diǎn)進(jìn)料,進(jìn)料濃度為0.5,塔頂儲(chǔ)出液組成為 0.96,釜液組成為0.1(以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率)操作條件下相揮發(fā)度為 3,塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流。塔釜間接蒸汽加熱，回流比為最小回流比的1.2倍。試求：(1)塔頂和和塔釜產(chǎn)品流量；(4分)(2)最小回流比；(4分)(3)精微段操作線方程；(3分)(4)提儲(chǔ)段操作線方程；(3分)(5)離開(kāi)第二層理論板的液體組成(由塔頂往下數(shù))。(4分)解：(1)F=D+WFxf=Dx D+Wx w即200= D+W200 >0.5=0.96 D+0.1 W解出 D=93.0 kmol/h,

10、W=107 kmol/h(2)因是露點(diǎn)進(jìn)料，q=0及yq=xF=0.5，故解出Xq=0.25(3)離開(kāi)第二層理論板的液相濃度X2精微段操作線方程式為：(4) L=RD=2.2*93=204.6平衡線關(guān)系式為：yX 31(1)x 1 2x逐板計(jì)算：因塔頂為全凝器，泡點(diǎn)回流，y1=xD=0.96根據(jù)平衡關(guān)系式由y1求xi,即：解得Xi=0.889根據(jù)提福段操作線方程式由X1求y2:y2=0.6875x 1 +0.3=0.6875 0加89+0.3=0.911再依平衡關(guān)系式由y2求解得X2=0.773X2:七、（15分）用清水在逆流填料塔中吸收某混合氣體中的溶質(zhì)A,塔徑為1.5m。原料氣中惰性氣體的流量為0.0743 kmol/s,原料氣中溶質(zhì) A的摩爾分率為0.08。已知操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y*=1.8X ,氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya=5.07X 10-2kmol/（m 3 s）o若吸收劑用量為最小用量的1.6倍，