化工原理參考題目

1、1、精餾操作中，相對揮發(fā)度的值越大，平衡線離對角線越_遠(yuǎn)_，物系越_容易_分離。2、精餾塔板中 進(jìn)料版 是提餾段的第一塊板；塔板上的氣液組成關(guān)系為_，飽和液體的 進(jìn)料熱狀況參數(shù)q為 1 。如果精餾塔共有三個(gè)側(cè)線（包括進(jìn)料口），則計(jì)算時(shí)將塔分為_4_段；_全回流_時(shí)需要的理論塔板數(shù)最少。3、比重關(guān)鍵組分還重的組分全部在塔底，比輕關(guān)鍵組分還輕關(guān)鍵組分全部在塔頂，則稱為_清晰分割_。4、吸收操作中，相平衡常數(shù)m與亨利系數(shù)E和壓強(qiáng)的關(guān)系是 m=E/p總 ；由于分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而造成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象稱_分子擴(kuò)散_；漂流因數(shù)反映了 總體流動(dòng)_對傳質(zhì)速率的影響。5、_減壓 升溫_對脫吸操作有利。易溶氣體的吸

2、收速率由_氣膜阻力_控制。6、引起液泛的因素是_ 氣體或液體流量太大 或者_(dá)流體物性_；氣液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)接觸的塔設(shè)備是_填料塔_。通常把浮閥塔的負(fù)荷性能圖中最大氣體流量與最小氣體流量之比稱為塔板的_操作彈性_。塔板的開孔率等于_空塔氣速_與閥孔氣速之比。7、填料的填料因子越小時(shí)，流動(dòng)阻力小，液泛速度_可以提高. 將流到塔壁處的液體重新匯集并引向塔中央?yún)^(qū)域，可在填料層內(nèi)每隔一定高度設(shè)置_液體再分布器_。矩鞍填料和弧鞍填料均為_敞開型_填料，其中_弧鞍型填料_是對稱型填料。8、干燥進(jìn)行的必要條件是干燥介質(zhì)中水氣的分壓_低于_物料表面的水氣的壓強(qiáng)；相對濕度愈低，表示該空氣偏離飽和愈遠(yuǎn)，則_吸濕

3、能力_愈強(qiáng)。9、對不飽和濕空氣，干球溫度與濕球溫度和露點(diǎn)溫度的關(guān)系是_ TTWTd _。干燥操作中，干燥介質(zhì)（不飽和濕空氣）經(jīng)預(yù)熱器后濕度_不變_；進(jìn)一步進(jìn)行等焓干燥時(shí)其出口溫度需要比絕熱飽和溫度高_(dá)20-30度_；等溫干燥時(shí)出口氣體的焓_增大_。tw和_T_可以確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)，td和_P_不能確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)。1液體精流和氣體吸收的主要區(qū)別和相似點(diǎn)。 相同點(diǎn)：均在塔體內(nèi)進(jìn)行，都是使混合物（均相）得以分離不同點(diǎn)：（1）精流操作是通過加熱或冷卻混合物內(nèi)產(chǎn)生第二物相，吸收則是從外界引入第二物相，（2）精流中汽化和冷凝同時(shí)發(fā)生，每層板上氣液溫度達(dá)到飽和溫度，但吸收操作中夜相溫度遠(yuǎn)低于其沸點(diǎn)，溶劑未

4、有明顯的汽化現(xiàn)象，（3）精溜中兩相間同時(shí)有物質(zhì)轉(zhuǎn)移，吸收則是單相轉(zhuǎn)移。2畫出吸收的雙膜理論示意圖，并敘述其基本要點(diǎn)?；疽c(diǎn) （1）相互接觸的氣夜兩相間存在穩(wěn)定的相界面，其兩側(cè)各有很薄的停止膜層，（2）在相界面處氣夜兩相達(dá)到氣夜平衡，（3）在兩停滯膜以外的氣夜兩相主體里物質(zhì)濃度均勻。3畫出塔板的負(fù)荷性能圖，并解釋。4、測定濕球溫度和干球溫度時(shí)，若水的初溫不同，對測出結(jié)果是否有影響答：在測干濕球溫度時(shí)，無論初始溫度如何，最終必然達(dá)到穩(wěn)定的溫度，但只是達(dá)到這穩(wěn)定溫度，但只是達(dá)到這穩(wěn)定溫度時(shí)間不同而已，因此對所測結(jié)果無影響。已知空氣的溫度t和濕度H用作圖方法求出空氣的各有關(guān)參數(shù)（注：用箭頭表示出作圖

5、順序）。1、在連續(xù)精流塔中分離某二元理想溶液，塔頂用分凝器和全凝器，分凝器向塔內(nèi)提供泡點(diǎn)溫度的回流液，其組成為0.88，全凝器得到的產(chǎn)品組成為0.95，原料液組成為0.5（均為易揮發(fā)組分摩爾分率），離開塔頂?shù)谝粚永碚摪宓囊后w組成為0.79，泡點(diǎn)進(jìn)料，塔釜用間接蒸汽加熱。試求：操作回流比和最小回流比1解（1）氣夜平衡式為Xd = 即0.95= =2.59由精流段操作線方程：得R=1.593(2)因泡點(diǎn)進(jìn)料 故q=1Xq =XF=0.52、一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1.5m，進(jìn)塔混合氣組成為0.04（A的摩爾分率，下同），出塔尾氣組成為0.

6、0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。試求：（1）液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需填料層高度？2解 先將摩爾濃度改為摩爾比濃度 （1）則/=2.804/2.18=1.286（2）Z=HoGNoG 其中NoG=S=mv/L=0.892所以 NoG=Z=HoGNoG=1.5X5.11=7.67m3. 某濕物料的處理量為2000kg/h，溫度為20，濕基含水量為3%，在常壓下用熱空氣進(jìn)行干燥，要求干燥后的產(chǎn)品的濕基含水量為0 .5%，物料離開干燥器的溫度為60。濕物料的平均比熱容為 3.28kJ/kg絕干物料.,濕空氣的初始溫度為20 ，濕度為0.009kg

7、/kg絕干空氣，將其預(yù)熱至100后進(jìn)入干燥器，出干燥器的溫度為50，濕度為0.02kg/kg絕干空氣,干燥過程的熱損失為23000kJ/h。求：（1） 干燥產(chǎn)品的量；（2） 干燥系統(tǒng)消耗的總熱量；（3） 干燥系統(tǒng)的熱效率。 Q=1.01L(t2 -t0)+W(2490+1.88 t2)+G cm(2-1)+QL 解依題意知干燥產(chǎn)品的量：kg/h干燥系統(tǒng)消耗的總熱量；G=G1(1-W1)=2000(1-0.3)=1940Kg/hW=G(X1-X2)=1940(0.031-0.005)=50.44Kg/hQ=1.014585.45(30-20)+50.44(2490+1.8850)+19403.2

8、8(60-20)+23000=5.5105kJ/h=151.9kw(3)干燥系統(tǒng)熱效率=100%=23.8%1精餾過程是利用部分冷凝 和 部分汽化 的原理而進(jìn)行的。精餾設(shè)計(jì)中，回流比越 大 ，所需理論板越少，操作能耗增加 ，隨著回流比的逐漸增大，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)先降后升 的變化過程。2超臨界流體萃取是以 高壓 、 高密度 的超臨界流體為溶劑，從液體或固體中萃取所需的組分，然后用 升溫 、 降壓 或二者兼用和吸收（或吸附）等手段將溶劑與所萃取的組分分離。3某二元混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，xF =0.6，要求得到塔頂xD不小于0.9，則塔頂最大產(chǎn)量為 66.7kom/h 4氣體

9、吸收計(jì)算中，表示設(shè)備（填料）效能高低的一個(gè)量是 傳質(zhì)單元高度 ，而表示傳質(zhì)任務(wù)難易程度的一個(gè)量是傳質(zhì)單元數(shù)5在傳質(zhì)理論中有代表性的三個(gè)模型分別為 雙模理論 、 溶質(zhì)滲透理論 、 表面更新理論6如果板式塔設(shè)計(jì)不合理或操作不當(dāng)，可能產(chǎn)生 嚴(yán)重漏液 、嚴(yán)重泡沫夾帶 、 液泛 等不正常現(xiàn)象，使塔無法工作。7計(jì)算吸收塔的填料層高度，必須運(yùn)用如下三個(gè)方面的知識關(guān)聯(lián)計(jì)算 平衡關(guān)系 、 物料衡算 、傳質(zhì)速率 8填料塔的噴淋密度指單位塔截面上單位時(shí)間內(nèi)下流的液體量體積9吸收塔內(nèi)填裝一定高度的料層，其作用是提供足夠的氣液兩相傳質(zhì)面積 10等速干燥階段物料表面的溫度等于干燥介質(zhì)一熱空氣的濕球溫度 11物料的臨界含水

10、量的大小與 物料的性質(zhì) 、 厚度 、恒速干燥速度的大小 等因素有關(guān)121kg絕干空氣及其所帶的Hkg水汽 所具有的焓，稱為濕空氣的焓。13某氣體用水吸收時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，其氣液平衡線和操作線均為直線，其平衡線的斜率可用 相平衡 常數(shù)表示，而操作線的斜率可用 液氣比 表示。1下列情況D 不是誘發(fā)降液管液泛的原因。A液、氣負(fù)荷過大 B 過量霧沫夾帶 C塔板間距過小 D 過量漏液2在精餾塔中，加料板A的塔段稱為精餾段。 A 以上 B 以下 C 以外 D 以內(nèi)。3在C中溶液部分氣化而產(chǎn)生上升蒸氣，是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少條件。 A 冷凝器 B 蒸發(fā)器 C 再沸器 D 換熱器。4空氣的干

11、球溫度為t, 濕球溫度為tW, 露點(diǎn)為td, 當(dāng)空氣的相對濕度=98% 時(shí), 則（ B ）。A t=tW=td B ttWtd C ttWtW=td5板式塔中操作彈性最大的是B。A篩板塔 B 浮閥塔 C 泡罩塔6蒸餾是利用各組分的C不同的特性實(shí)現(xiàn)分離的目的。 _ 系 _專業(yè)_ 班 姓名_學(xué)號_座號_ 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題密封線 A 溶解度 B 等規(guī)度 C 揮發(fā)度 D 調(diào)和度。 7理論板是指離開這種板的D相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。 A 氣固兩相 B 液固兩相 C 氣液固三相 D 氣液兩相。 8對吸收操作影響較大的填料特性是A。A. 比表面積和自由體積 B. 機(jī)械強(qiáng)

12、度 C. 對氣體阻力要小9雙膜理論認(rèn)為吸收過程的阻力集中在A。A. 兩膜層中 B. 界面上 C. 液膜之中 D. 氣膜之中10作為干燥介質(zhì)的熱空氣，一般應(yīng)是B的空氣。A. 飽和 B. 不飽和 C. 過飽和分子擴(kuò)散現(xiàn)象：分子傳質(zhì)又稱分子擴(kuò)散，由于分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象，是微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀結(jié)果。填料層的持液量：在一定的操作條件下，單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積，包括持液量，靜持液量，總持液量，通常以m3液體/m3填料或者百分?jǐn)?shù)表示。蒸餾分離的相對揮發(fā)度：作為蒸餾分離操作的基本依據(jù)，有效減小由于溫度的影響，習(xí)慣上用易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度的比值來表示相對揮發(fā)度，以

13、a表示， a的大小可以判斷混合物能否用一般蒸餾方法分離及分離的難易程度最佳回流比：操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用之和為最小的回流比稱為適宜匯流比或最佳回流比，需要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)衡算來確定(2分)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其范圍為（1.1-2.0）Rmin，(1分)選取最佳回流比還需要考慮物料性質(zhì)、節(jié)約能源等因素(1分)。恒摩爾流：包括恒摩爾氣流和恒摩爾液流，它是一種簡化假設(shè)，作為精餾計(jì)算的前提和基礎(chǔ)，一些物系，如苯和二甲苯，能夠符合該假設(shè)的要求。恒摩爾氣流是指在精餾塔內(nèi)，從精餾段或提餾段每層塔板上升的氣相摩爾流量各自相等，但兩段上升的氣相摩爾流量不一定相等。恒摩爾液流是指在精餾塔內(nèi)，從精餾段或提餾段每層塔板上升的液相摩爾流量

14、各自相等，但兩段上升的液相摩爾流量不一定相等。簡述雙膜模型的基本要點(diǎn)？結(jié)合化工原理課程特點(diǎn)，簡析該研究方法的意義。1. 兩相相互接觸時(shí)，在氣液兩相間存在著穩(wěn)定的相界面，界面的兩側(cè)各有一個(gè)很薄的停滯膜-氣膜和液膜，溶質(zhì)A經(jīng)過兩膜層的傳質(zhì)方式為分子擴(kuò)散。2. 相界面處，氣液兩相處于平衡狀態(tài)，無傳質(zhì)阻力。3. 氣、液膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體強(qiáng)烈湍動(dòng)，各處濃度均勻一致，無傳質(zhì)阻力。 (2分)化工原理課程具有“工程”的理念，是聯(lián)系基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的紐帶和橋梁，它經(jīng)常采用一些假設(shè)和近似處理，建立一定的模型，在此基礎(chǔ)上形成一定的理論，把該理論應(yīng)用于工業(yè)實(shí)際，然后，不斷完善理論，甚至形成新的理論，

15、更好指導(dǎo)工業(yè)實(shí)際。雙膜模型把兩流體間的對流傳質(zhì)進(jìn)行了假定，初步奠定了研究對流傳質(zhì)機(jī)理的基礎(chǔ)，然后逐步形成了溶質(zhì)滲透模型和表面更新模型，體現(xiàn)了認(rèn)識從簡單到復(fù)雜，逐漸深入的理念，由簡單的不太實(shí)際的描述對流傳質(zhì)，到真實(shí)準(zhǔn)確的描述和揭示對流傳質(zhì)的實(shí)質(zhì)和規(guī)律，體現(xiàn)出了人們對事物螺旋式上升的辯證的思維和認(rèn)識過程。 簡述傳質(zhì)設(shè)備的性能要求的要點(diǎn)。1)單位體積中兩相的接觸面積應(yīng)該盡量大。 (0.5分)兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象的發(fā)生。(0.5分)流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大。 (0.5分)流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低。 (0.5分)4)操作彈性大，對物料的適應(yīng)能力強(qiáng)。 (1分)6.

16、 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠。 (1分)描述板式塔“液泛”這一非穩(wěn)態(tài)操作，分析其影響因素及其解決辦法?！耙悍骸庇址Q淹塔，該現(xiàn)象發(fā)生，必然導(dǎo)致塔板壓降上升，全塔穩(wěn)態(tài)操作被破壞。塔內(nèi)若氣、液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利流下，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體提高到越過溢流堰頂部時(shí)，兩板間液體相連，并依次上升，該現(xiàn)象為“液泛”。 影響“液泛”的因素主要有：氣、液流量，流體物性，塔板結(jié)構(gòu)，特別是塔板間距。液泛時(shí)的氣速為塔操作的極限速度，應(yīng)控制在該速度之下。液體流量過大，也會導(dǎo)致液泛，通常液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間應(yīng)大于3-5s。設(shè)計(jì)中采用較大的板間距可以提高液泛速度。簡述超臨界

17、萃取的特點(diǎn)超臨界萃取在溶解能力、傳遞性能及溶劑回收等方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)：1)超臨界萃取具有液體溶劑相同的溶解能力，同時(shí)保證了氣體的傳遞特性，能夠更快地達(dá)到萃取平衡。 (1分)2)萃取后溶質(zhì)和溶劑容易分離且能節(jié)省能源。 (1分)3)超臨界萃取的萃取劑性能穩(wěn)定，無毒無腐蝕性，不會引起污染，產(chǎn)品使用范圍很廣泛，可以用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)，特別適合熱敏性、易氧化物質(zhì)的分離和提純。 (1分)超臨界萃取設(shè)備和操作壓力都是在高壓下進(jìn)行，設(shè)備投資較大。超臨界萃取研究起步較晚，熱力學(xué)和傳質(zhì)過程的研究還不成熟，有待于進(jìn)一步研究。簡述提高干燥系統(tǒng)熱效率的主要措施。干燥系統(tǒng)的熱效率反映過程進(jìn)行的熱耗及利用效率，是干燥過

18、程重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 1)高H2而降低t2可以提高干燥操作的熱效率。 (0.5分)2)高空氣入口溫度t1可降低空氣用量，從而降低總加熱量，提高干燥操作熱效率。 3)用廢氣循環(huán)來預(yù)熱空氣或者物料，回收被廢氣帶走的熱量，進(jìn)而減少空氣用量，提高熱效率。 (1分)4)用二級干燥。 (0.5分)5)用內(nèi)換熱器。 6. 簡述精餾過程的節(jié)能。精餾過程是能量消耗較大的單元操作之一，節(jié)能降耗具有很重要的經(jīng)濟(jì)利益。1). 低向再沸器的供熱量。如：選擇經(jīng)濟(jì)合理的回流比；減小再沸器和冷凝器的溫度差。 (1分)2). 泵精餾。 (0.5分)3). 效精餾。 (0.5分)4) 能綜合利用，如精餾的余熱，為新熱源。 (0.5分)5). 它節(jié)能措施。 (0.5分)試證明由組分A和B組成的雙