化工原理復(fù)習(xí)題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，貝ijq說法不正確。A.Y,X不變；B.Y增大，X不變；C.Y：增大，X］不變；2D.［不變，X1減小。（4分）在某吸收系統(tǒng)中，已知k=3.8X10-4kmol/m2-s,￡=1.25X10-2kmol/m2,s,平衡關(guān)系y=x,貝K=3.69X10-4kmol/（m2?s）,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。（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0N壓入容器，則E不變，H不變，m變小，p不變；⑵若溶液溫度t下降,則e^小,h^小，m^r,pe里小;（3）注入溶質(zhì)A,則■丁不變，3■^變而￥變，大二4（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)y=0.06,y2=0.002時(shí),xj1.686X10-2,x2=2.857X10-4,L/V=3.5,氣相傳質(zhì)單元數(shù)N=6.79。1 25（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)L=V,則其操作線應(yīng)為（b）。

0;蒸汽是液體2倍的混6(3分)飽和液體的q二合進(jìn)料液的q=1/30;蒸汽是液體2倍的混6(3分)飽和液體的q二合進(jìn)料液的q=1/3。1;飽和蒸汽的口二流比為(馬)，塔頂產(chǎn)品濃度.為(工)(A)0-9 (B)3 (C)0D96-(D)4 (E)0.98 (F)28(2分)板式塔精餾操作，已知物系在操作條件下，相對揮發(fā)度為a,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示，貝Uy/口x_的關(guān)系是(2)：(A) %+i=ft+b(B)(C)①)v>___71+1 1+(a(B)(C)①)(2分)當(dāng)大液氣比操作時(shí)，宜采用(C)。(A)齒形堰； (B)低的堰長塔徑比(L/D)；(C)雙溢流或高的(L/D)； (D)圓形堰 W（2分）塔板上布置安定區(qū)的目的是為了（B）。（A）防止霧沫夾帶量過高；（B）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)k（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yA，萃余相飛上，脫去溶劑后萃取液y02，萃余液xoj_。 1（A）變大（B）變小；（C）不變；；飛）不確定4一13（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（上）H。 ab（A）大于；（B）小于；（0等于7D）接近于14（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)干燥至含水量為8%（干基）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且％（干基），平衡含水量為0.物%（干基），自由含水量為53.含%斤基）。15（2分）物料含結(jié)合水和非結(jié)合水的分界是（C）。（A）等速干燥階段終點(diǎn)； （B）降速干衣段終點(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=8,氣體流量G與組成y和液相組成x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）。 2（1）L/G〉m；（2分）

增加L/G能否使氣體出口含量y（2）增加L/G能否使氣體出口含量y（2）L/GVm；（2分）（3）試討論在以上兩種情況下，降低？（4分）22在第一種情況下，增加匕/6不會降低丫（丫恒定不變），只會無謂地降低x，增大操作的負(fù)荷；在第二種情況下，增加L/G對降低y效果顯著。12（8分）連續(xù)精餾操作，原工況為泡點(diǎn)進(jìn)料，現(xiàn)由于某種原因原料溫度降低，使q〉1,進(jìn)料濃度x,塔頂采出率口/F及進(jìn)料位置均保持不變。試判斷： F（1）（2分）塔釜蒸汽量V’保持不變，則塔釜加熱量Q不變，塔R-頂冷量Q變小，X,變小，X,變大；（2）2+4分）保持回就匕R不變—塔釜加熱量Q變大，塔頂冷量QC不變，X,變大，X,變小（變大，變小，不變下確定），并分別畫圖6所示意新舊工況的操作線變化。4

43（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)熱后混合流程先預(yù)熱后混合流程 _-一一… - - 、一M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，答：從圖中可看出，由焓差（I— _-一一… - - 、一M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，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分人，入塔氣體中A的摩爾分率為丫=0.03,要求吸收率〃=0.80?，F(xiàn)已知操作條件下的$=064=0.8（0二常數(shù)），平衡條件y=0乂，與入塔氣體成平衡的液相濃度x* 0.03。試計(jì)算：①操作液氣匕匕為最小液氣比的倍數(shù)；（4分）②吸收液的出口濃度；（2分）③完成上述分離任務(wù)所需的氣相傳質(zhì)單元數(shù)N。（4分）

TOC\o"1-5"\h\z解：①根據(jù)=0.03,=0.03及y=m'得和=乃/x；=1 （1分）乂根據(jù)S=mG/￡=0.8得操作的液氣比為1/G=1/0.8=1.25（1分）最小液?比為（乙G）w=三二21=」^—=f?m=0.80 （1分）M-心v\/m-0?操作液’1比為垠小液氣比的倍數(shù)a=9=1.563 （1分）CG）皿0.80②吸收液的出口濃及項(xiàng)=j+勺（凹—%）=，X0.03x0.8=（10192（2分）' 1 ' -1" 1.25，-,M ] 1 —吟1 1 0.03-0.0192 「八③％= In- L= In =2,9414分）1-Sv2-mx21-0.8 0.03（1-0,80）-02（10分）某二組分混合液用精餾分離，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a=2,塔頂出料量是進(jìn)料量的60%（摩爾比）。如果所采用的精餾塔的理論塔板數(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？五二0.8。分）（2分）解：已知：D=0.60F,W=0.40F,xF=0.5,q=1,戊=2.0,兩段五二0.8。分）（2分）TOC\o"1-5"\h\zR1 4 5y= xh xn=—xh■—=0.444x+0.555xn （1）"R+lR+l9 9RD+F W RD/F+lW/F（R+1）D（R+1）D"（R+1）D/F（R+1）D/F=1.370x-0.370xw （2）相平衡方程：歹=2x/（I+x）（3） （1分）從題給參數(shù)知，兩段操作線的斜率-?定,當(dāng)精播塔的理論塔板數(shù)為無窮多時(shí)，必有兩段的操作線與平衡線相交，此時(shí)精飾塔的分離能力達(dá)到最大值，如圖示。（2分）當(dāng)/二。5時(shí)，由式（3）得：J、=6667（1分）將勺=0.5,yF=0.667分別代入式（1）和式（2）得xD=0.80,xw=0.05 （2分，各1分）檢驗(yàn)：根據(jù)物料衡算約束式有：xn <Fxr；/D=0.61x0.50=0.833,xn=0.80<0,833故滿足物料衡算式的要求。（1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)x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y0=0,88；（3）過E點(diǎn)作ABa'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)匕連接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x0=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廠7.5乂-0.75。若將該物料從、=0.6干燥到X2=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X。和平衡含水率X*TOC\o"1-5"\h\zU=7.54-0.75=1.5=>冗=0.3 （2分）U=7.5X*-0.75=0=>X*=0.1 （2分）（2）干燥過程經(jīng)歷了兩個(gè)階段，恒速干燥階段和降速干燥階段所需干燥時(shí)間①X從％