《化工原理》(下)復(fù)習(xí)資料

《化工原理》（下）復(fù)習(xí)資料1.單選題（每題3分）1）對(duì)于某二元理想物系，在80℃下兩組分的飽和蒸氣壓分別為165kPa和110kPa，若液相組成為0.465，則與之平衡的氣相組成為（）。0.675 B.0.566C.0.736 D.0.425答案：B2）已知某連續(xù)精餾過(guò)程的進(jìn)料方程為y=3.256X-1.189，則該精餾塔的進(jìn)料熱狀況為（）。飽和液體進(jìn)料 B.氣液混合物進(jìn)料飽和蒸氣進(jìn)料 D.冷液進(jìn)料答案：D3）在填料塔中用清水吸收某混合氣體中的溶質(zhì)組分，要求溶質(zhì)的吸收率為99.0%，操作液氣比為最小液氣比的1.58倍，操作條件下的相平衡常數(shù)為1.65，則操作液氣比為（）。A.1.55 B.1.92C.2.58 D.3.16答案：C4）在塔板的設(shè)計(jì)中，若氣液負(fù)荷一定，增大塔板間距，則漏液線(xiàn)和霧沫夾帶線(xiàn)分別（）。A.上移，不變 B.不變，上移C.下移，不變 D.不變，下移答案：B5）在單級(jí)萃取器中用100kg純?nèi)軇┹腿與B兩組分混合液中的溶質(zhì)A，組分S與B完全不互溶。若靜置分層后萃取相中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5,則萃取相E的量為（）。A.100kg B.50kgC.125kg D.150kg答案：D6）對(duì)于一定濕度的濕空氣,若總壓一定,隨著濕球溫度升高,露點(diǎn)溫度（ ）。A.升高 B.下降C.不變 D.不確定答案：C7）干燥速率的定義式為（ ）。AU-G'd'XA.U- SdτB.G'dW

dτC.U-G'dXdτ

答案：AD.U-G'dW

sdτ2.多選題（每題4分）1）關(guān)于精餾塔的進(jìn)料熱狀況，下列描述正確的是（）。A.進(jìn)料熱狀況參數(shù)q越大，進(jìn)料溫度越高B.對(duì)于過(guò)熱蒸氣進(jìn)料，q<0C.對(duì)于氣液混合物進(jìn)料，L'>LD.進(jìn)料熱狀況參數(shù)q表示將進(jìn)料變?yōu)轱柡驼魵馑璧臒崃颗c原料液的汽化熱之比答案：B、C2）在下列吸收速率方程式中，表達(dá)正確的是（）。A.N-K（X*—X） B.N-K（y—y）AxAA AGAAiC.N-k（y—y） D.N-k（C—C）AyAAi ALAiA答案：A、C、D3）關(guān)于液-液相平衡曲線(xiàn)（三角形相圖），下列描述正確的是（）。在三角形相圖中，通常用摩爾分?jǐn)?shù)表示混合物的組成在三角形相圖中，溶解度曲線(xiàn)與輔助曲線(xiàn)的交點(diǎn)稱(chēng)為臨界混溶點(diǎn)C.若組分B與組分S完全不互溶，溶解度曲線(xiàn)與三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)相重合D.溫度升高，三角形相圖中溶解度曲線(xiàn)下的面積縮?。ǚ謱訁^(qū)面積縮?。┐鸢福築、D4）等焓干燥過(guò)程應(yīng)滿(mǎn)足的條件是（ ）。A.需要向干燥器補(bǔ)充熱量 B.忽略干燥器向周?chē)⑹У臒崃坎幌蚋稍锲餮a(bǔ)充熱量 D.物料進(jìn)出干燥器的焓值相等答案：B、C、D5）精餾塔采用全回流操作時(shí)的特征包括（ ）。操作線(xiàn)與對(duì)角線(xiàn)重合操作線(xiàn)的斜率為零餾出液采出量為零D.操作線(xiàn)在y軸上的截距為零答案：A、C、D）在下列濕空氣的參數(shù)中，與溫度有關(guān)的參數(shù)包括（）。A.濕度HB.相對(duì)濕度φC.焓ID.比體積（濕容積）VH答案：B、C、D.判斷題（每題3分）1）塔頂液體回流是精餾過(guò)程連續(xù)進(jìn)行的必要條件。答案：（X）2）根據(jù)雙模理論，在相界面處，氣、液兩相的組成相等。答案：（X）3）泡沫狀和噴射狀均為塔板的優(yōu)良工作狀態(tài)，從減小霧沫夾帶考慮宜采用泡沫接觸狀態(tài)。答案：（√）4）填料層的靜持液量與氣、液相流量無(wú)關(guān)，只取決于填料的特性。答案：（X）5）在萃取過(guò)程中，若組分B與S完全不互溶，則選擇性系數(shù)β趨于無(wú)窮大。答案：（√）6）將不飽濕空氣在等濕下冷卻直至飽和，此時(shí)濕空氣的溫度稱(chēng)為濕球溫度。答案：（X）7）在間歇精餾過(guò)程中，各個(gè)操作瞬間的操作線(xiàn)彼此平行。答案：（X）8）潤(rùn)濕速率是指在塔的橫截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊上液體的體積流量。答案：（√）.主觀題（每題24分）1）在一連續(xù)精餾塔中分離某二元理想混合物。已知原料液、餾出液和釜?dú)堃旱慕M成分別為0.52、0.98和0.01（均為摩爾分?jǐn)?shù)），釜?dú)堃旱牧髁繛?9.8kmol/h，進(jìn)料為飽和液體進(jìn)料，塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流，操作回流比為最小回流比的1.4倍，在操作條件下該物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為1.62。試計(jì)算：（1）塔頂餾出液的采出率；（2）塔頂全凝器的熱負(fù)荷。注：塔頂餾分的平均摩爾質(zhì)量為31.4kg/kmol,平均汽化熱為1086kJ/kg。解：（1）餾出液的采出率由 F=D+WFx=Dx+WxF DWF=D+29.80.52XF=0.98XD+0.01X29.8解出D=33.04kmol/hF=62.84kmol/h塔頂餾出液的采出率D_33.04F—62.84=0.526或Dx—X 0.52—0.01八?一=― = =0.526F x—x 0.98—0.01DW(2)全凝器的熱負(fù)荷飽和液體進(jìn)料，-XF=0.52由Ox

y= q q 1+(a-1)xq

x-y

R=J-L

miny-x

qq1.62x0.521+0.62X0.52=0.637R=°.98-°.637=2.932min0.637-0.52R=1.4XR=1.4X2.932=4.1min精餾段氣相負(fù)荷V=(R+1)D=(4.1+1)X33.04=168.5kmol/h塔頂全凝器的熱負(fù)荷Q=168.5X31.4X1086=5745917.4kJ/hC2)某化工廠(chǎng)有一座直徑為0.8m的填料吸收塔，在該吸收塔中用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中的溶質(zhì)組分。已知進(jìn)塔混合氣體流量為40kmol∕h，溶質(zhì)含量為7.8%(體積％)；溶劑流量為65kmol/h,是最小用量的1.32倍；在操作條件下的相平衡常數(shù)為1.36,氣相總體積吸收系數(shù)為114.5kmol∕(m3.h)。試計(jì)算：(1)溶質(zhì)的吸收率；(2)所需的填料層高度。解：(1)溶質(zhì)的吸收率y=工11-y

1*=0.0846V=40X(1-0.078)=36.88kmol/hL65V36.88=1.762min1.762=1?335純?nèi)軇┪?，X2=0(V)4A=mφmin A1.335=98.2%1.36（2）所需的填料層高度Y=Y(1-φ)=0.0846X(1-0.982)=0.0015221 AX1V(Y-Y)36.88X(0.0846-0.00152) 1 A= =0.0471L 65AY=Y-mX=0.0846-1.36X0.0471=0.020511 1AY=Y-mX=Y=0.0015222 22AYmAY-AY 2 1AYIn——2AY10.0205-0.00152-10.0205-

In 0.00152=0.0073Y-Y 0.0846-0.00152N=T一2= =11.38OGaY 0.0073mHOGV_ 36.88KaQ=114.5X0.785X0.82Y=0.641mZ=HN=0.641X11.38=7.295mOGOG3）在一直徑為1.0m、填料層高度為6.5m的填料吸收塔中，用純?nèi)軇┪漳郴旌蠚怏w中的溶質(zhì)組分。已知進(jìn)塔混合氣體的組成為6.9％（體積％），溶質(zhì)的回收率為98.8%，吸收劑的用量是最小用量的1.58倍，在操作條件下的相平衡常數(shù)為1.38，氣相總體積吸收系數(shù)為99.5kmol∕（m3?h）。試計(jì)算：1）出塔溶液的摩爾分?jǐn)?shù)；2）吸收塔的氣體處理量（kmol混合氣/h）。解：1）出塔溶液的摩爾分?jǐn)?shù)y0.069Y= 1—= 11-V1-0.0691=0.0741Y=Y(1-φ)=0.0741X(1-0.988)=0.00088921A純?nèi)軇┪?，X=02=mφ=1.38X0.988=1.363AL=1.58X1.363=2.154VX1V(Y—Y)0.0741—0.0008891 2L2.154=0.034x1X 1—1+X1'=a2）吸收塔的氣體處理量(kmol混合氣/h)AY=Y—mX1AY21=0.0741-1.38X0.034=0.02721=Y—mX=Y=0.000889222解出AYmNOGHOGHOGAY-AY 0.0272—0.000889~AYY

lnιA