化工原理复习资料 3页

南京工业大学期末考试(A)卷课程：«化工原理»（下册）班级:姓名:学号:[一]选择题：⑴①正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生()（Ａ）出塔液体浓度xb增加，回收率增加；（Ｂ）出塔气体浓度增加，但xb不变；（Ｃ）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加；（Ｄ）在塔下部将发生解吸现象。②在填料塔中用清水吸收混合气中ＮＨ3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数ＮOG（）（Ａ）增加；（Ｂ）减少；（Ｃ）不变。③在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数ky=2kmol/m2h，气相总传质系数Ky=1.5kmol/m2h，则该处气液界面上气相浓度yi应为（），平衡关系y=0.5X。（Ａ）0.02（Ｂ）0.01（Ｃ）0.015（Ｄ）0.005⑵①某精馏塔，精馏段理论板数为Ｎ1层，提馏段理论板数为Ｎ2层，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且Ｆ，ｘF，ｑ，Ｒ，Ｖ等均不变，则此时：（）（Ａ）ｘD增加，ｘW不变（Ｂ）ｘD增加，ｘW减小（Ｃ）ｘD增加，ｘW增加（Ｄ）ｘD增加，ｘW的变化视具体情况而定。②连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为ＮT1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为ＮT2。比较：（）（Ａ）ＮT2＞Ｎ（Ｂ）ＮT2＝ＮT1（Ｃ）ＮT2＜ＮT1；（Ｄ）判断依据不足。⑶①（1）绝热饱和温度tas是大量的循环水与进入的空气接触时最后达到的稳态温度，它等于循环水的温度。（2）湿球温度tw是湿球温度计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。对以上两种说法正确的判断是：()。(Ａ)．两者都对；(Ｂ)两者都不对；(Ｃ)⑴对⑵不对；(Ｄ)⑵对⑴不对。②对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：()。(Ａ)愈高；(Ｂ)愈低；(Ｃ)不变；(Ｄ)不一定，与其它因素有关。(4)①湿空气在预热过程中不变化的参数是()(Ａ)焓；(Ｂ)相对湿度；(Ｃ)露点温度；(D)湿球温度。②指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关()。(Ａ)相对湿度(Ｂ)湿球温度(Ｃ)露点温度(Ｄ)绝热饱和温度[二]填空题：⑴双膜理论的要点是：（１）；（２）。⑵①物理吸收操作属于过程是一组分通过另一静止组分的扩散。②当平衡线在所涉及的范围内是斜率为ｍ的直线时，则1/Ky=1/ky＋×1/kx。③气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个参量是，而表示传质任务难易程度的一个参量是。⑶①某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，ｘF，Ｒ，Ｄ不变，则此时ｘD，ｘWＶ，Ｌ／Ｖ。（填写：增加，不变，减少）②两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化？______________\n⑷已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x*=0.02kg水／kg绝干料；相对湿度φ=40%时,平衡含水量x*=0.007kg水／kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水／kg绝干料,令其与25℃,φ=40%的空气接触,则该物料的自由含水量为kg水／kg绝干料,结合水含量为kg水／kg绝干料,非结合水的含量为kg水／kg绝干料。[三]在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分B。入塔气体中B的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数(1/A)为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：①操作液气比为最小液气比的倍数；②出塔液体的浓度；③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。[四]常压操作连续精馏塔用以分离苯－甲苯溶液，y1=0.72(摩尔分率，下同)的塔顶蒸汽经分凝器冷凝后液相作为塔顶回流液，气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品，进料Ｆ为100kmol/h，进料浓度ｘF=0.44，泡点进料，塔顶与塔底产品D=W=50kmol/h，塔顶馏出液浓度ｘD=0.83，取相对挥发度α=2.5，塔釜液平均分子量取M=91.4kg/kmol，求：塔釜液浓度XW；⑵操作回流比R⑶塔釜蒸发量Ｖ’ｋｇ／ｈ；⑷最小回流比Ｒmin；F,XFy1D,XDW,XWyDX0[五]在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得当ｔ＝５０℃，φ＝７０％，气体的质量流速Ｌ＝2.5kg/m2S，气体平行流过物料表面，水份只从物料上表面汽化，物料由湿含量Ｘ1变到Ｘ2，干燥处于恒速段，所需干燥的时间为τA＝１小时。如果干燥面积A、汽化水量W和传热系数α不变，且仍处于恒速段，只是空气改变为ｔ＝８０℃，φ＝２０％（Ｌ不变），求所需干燥时间τB。注：水的汽化潜热可由下式计算：ｒw＝2491.27－2.30285twｒw----汽化潜热，kJ/kgtw----湿球温度，℃空气性质：tφtw５０℃７０％43.7℃８０℃２０％48.3℃[六]如图示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板所组成，只有提馏段，没有精馏段。料液由塔顶加入，泡点进料，L’=F，V’=D，ｘF＝0.2（摩尔分率，下同），今测得塔顶易挥发组分的回收率为８０％，且ｘD＝0.3，系统相对挥发度α＝3.0。设蒸馏釜可视为一个理论板。试求：（１）残液组成ｘW；（２）该层塔板的液相默夫里板效率ＥML。提示：ＥML=(ｘn-1-ｘn)/(ｘn-1-ｘ*n)=(ｘF-ｘ1)/(ｘF-ｘ*1)蒸馏釜D,XDF,XFW,XWV’L’全凝器ywy1x11\n答案选择题：（1）CAB（2）BC（3）CB（4）CC[二]填空题：⑴双膜理论的要点是：（１）界面上汽液平衡；（２）阻力集中于有效膜内。⑵①物理吸收操作属于传质过程，是一组分通过另一静止组分的单向扩散。②当平衡线在所涉及的范围内是斜率为ｍ的直线时，则1/Ky=1/ky＋m1/kx。③气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是传质单元高度，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数。⑶①某精馏塔在操作时，加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料，且保持Ｆ，ｘF，Ｒ，Ｄ不变，则此时ｘD增加，ｘW减少Ｖ不变，Ｌ／Ｖ不变。②两组份的相对挥发度越小，则表示分离该物系越困难。二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与ｑ线中哪几条线的变化操作线与ｑ线。⑷已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x*=0.02Kg水／Kg绝干料；相对湿度φ=40%时,平衡含水量x*=0.007Kg水／Kg绝干料。现该物料含水量为0.23Kg水／Kg绝干料,令其与25℃,φ=40%的空气接触,则该物料的自由含水量为0.233Kg水／Kg绝干料,结合水含量为0.02Kg水／Kg绝干料,非结合水的含量为0.21Kg水／Kg绝干料。[三]j06a10106∵y1=0.03x1=0.03∴m=1(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=0.95L/G=m/S=1/0.8=1.25∴(L/G)/((L/G)min)=1.316x1=(y1-y2)/(L/G)=0.0228NOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]=7.843[四]j07d20122(1)∵FXF=DXD+WXW∴XW=0.05(2)yD=xD=0.83x0=0.83/(2.5-1.5*0.83)=0.66∵y1=R*x0/(R+1)+xD/(R+1)∴R=1.83(3)V’=V=(R+1)D=12900kg/h(4)xq=xF=0.44yq=2.5*0.44/(1+1.5*0.44)=0.663Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=0.749[五]j09b15028τA＝GC(X1-X0)rw/[αA(t-tw)]=Wrw/[αA(t-tw)]ｒW＝2491.27－2.30285tWτB/τA=[rBw/(t-tBw)]/[rAw/(t-tAw)]=0.20217τB=0.20217h[六]j07d20107DXD/FXF=0.8∴D/F=0.533D/F=(XF-XW)/(XD-XW)=0.533∴XW=0.0857L’/V’=F/D=1.876W/V’=W/D=(F-D)/D=0.876ym+1=(L’/V’)xm-(W/V’)xw=1.876xm-0.0751yw=αxw/[1+(α-1)xw]=0.22x1=(yw+0.0751)/1.876=0.157y1=xD=0.3ｘ*1=y1/[α-(α-1)y1]=0.125ＥML=(ｘn-1-ｘn)/(ｘn-1-ｘ*n)=(ｘF-ｘ1)/(ｘF-ｘ*1)=0.573