11年化工原理试题及答案
(完整版)《化工原理》试题库答案

(完整版)《化⼯原理》试题库答案《化⼯原理》试题库答案⼀、选择题1.当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截⾯不变的物理量是(A)。
A.质量流量B.体积流量C.流速D.静压能2. 孔板流量计是( C )。
A. 变压差流量计,垂直安装。
B. 变截⾯流量计,垂直安装。
C. 变压差流量计,⽔平安装。
D. 变截⾯流量计,⽔平安装。
3. 下列⼏种流体输送机械中,宜采⽤改变出⼝阀门的开度调节流量的是(C)。
A.齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离⼼泵 D. 往复泵4.下列操作中,容易使离⼼泵产⽣⽓蚀现象的是(B)。
A.增加离⼼泵的排液⾼度。
B. 增加离⼼泵的吸液⾼度。
C. 启动前,泵内没有充满被输送的液体。
D. 启动前,没有关闭出⼝阀门。
5.⽔在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动,已知⽔的粘度为1mPa·s则其流动的型态为(C)。
A.层流B. 湍流C. 可能是层流也可能是湍流D. 既不是层流也不是湍流6.下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是(D)。
A. 位能B. 动能C. 静压能D. 热能7.在相同进、出⼝温度条件下,换热器采⽤(A)操作,其对数平均温度差最⼤。
A. 逆流B. 并流C. 错流A.流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率9.下列换热器中,需要热补偿装置的是(A)。
A.固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器10. 流体将热量传递给固体壁⾯或者由壁⾯将热量传递给流体的过程称为(D)。
A. 热传导B. 对流C. 热辐射D.对流传热11.流体在管内呈湍流流动时B。
A.Re≥2000B. Re>4000C. 2000D. Re<200012.离⼼泵最常⽤的调节⽅法是(B)A 改变吸⼊管路中阀门开度B 改变压出管路中阀门的开度C 安置回流⽀路,改变循环量的⼤⼩D 车削离⼼泵的叶轮13.U型管压差计指⽰液的密度(A)被测流体的密度。
11年化工原理试题及答案

化工原理 试 卷(A )上一. 填空(20分,每空1分)1、 漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A 的传递速率比________增大的倍数,其值恒 1 。
2、 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物,当气体处理量增大,若按比例增大吸收剂的流量(即L/G 不变),则Kya , H OG , N OG , 吸收率3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值 x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=4、填料塔与板式塔相比较,操作范围 、压降 ;而对于易起泡物系及腐蚀性物系,填料塔则 (不适合,更适合) 5、萃取操作中选择性系数是指 , B-S 完全不互溶时,选择性系数趋于 。
6、常压25℃下,木炭与空气一水系统的平衡关系为: ф=100%,Х*=0.12; ф=20%,Х*=0.032,现木炭的含水量为0.18,令其与25℃,ф=20%的空气接触,则结合水为 ,非结合水为 ,自由水为 ,平衡水又为 。
二、选择题(20分,每空2分)1. 一个液膜控制的吸收过程,为加大吸收速率,可采取_____和______等措施。
A .增大气相湍动 B. 增大液相湍动 C.采用物理吸收 D.采用化学吸收2. 在常压塔中用水吸收二氧化碳,ky 和kx 分别为气相和液相传质分系数,Ky 为气相传质总系数,m 为相平衡常数,则_____________。
A.为气膜控制且Ky ≈kyB.为液膜控制且Ky ≈kxC.为气膜控制且Ky ≈kx/mD.为液膜控制且Ky ≈kx/m3. 对于某理想溶液的平衡蒸馏,若维持进料量F 、物料温度t F 、蒸发室压强P 不变,而将物料浓度x F 增加,则气相馏出物组成x D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,气相馏出物量D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定4. 用精馏塔分离某二元混合液,进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F 为0.6 ,若要求馏出液组成x D 不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ;y 5x 5 y 6x 6A. 6.67 kmol/hB. 6 kmol/hC. 9 kmol/hD. 不确定5. 气液传质的塔板上,液面落差过大将造成和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带6.进行萃取操作时应使:A 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于17. 当空气湿度和温度一定时,相对湿度与总压的关系是。
2011年江南大学化工原理研究生入学考试真题答案

2011年硕士学位研究生入学考试答案1.A2.湍流3.20Pa4.下降。
气蚀时泵的流量、压头和效率都会下降。
(关闭阀门,阀前压力上升,阀后压力降) 5B 6.(1-ε)a 单位体积床层所具有的颗粒的表面积设体积为V的床层含n颗粒,每个颗粒的体积为Va,则ε=(V-nVa)/V,体积为V床层所具有的颗粒的表面积 S=nVa*a。
7D 8大 9A 10对流 11壳12不可忽略 13 越大14加压,m降低,平衡线位置下移,平均推动力加大。
15回流比增大,截据变小,两操作线远离平衡线,推动力变大,分离所需理论板数变少,相同板数时分离效果变好。
16 洁净的加热壁面热阻少,传热系数高,此时壁面温度与周围液体温差较小,加热壁面上的液体轻微过热,使液体内产生自然对流,但没有气泡从液体中逸出尽在液体表面发生汽化蒸发。
加入沸石,流体对流受干扰,热分布不均17 减少 18A 19浮阀塔筛板塔压降小 20升高在泛点气速下,持液量的增多使液相由分散相变为连续相,而气相则由连续相变为分散相,此时气体呈气泡形式通过液层,气流出现脉动,液体被带出塔顶,塔的操作极不稳定,甚至被破坏,此种情况称为液泛。
二、解:1at=9.81*104Pa ,P A =8.829*104Pa,P B=4.415*104Pa 阀全关时 静力学方程得 P A +ρgz 1= P 0 z 1=1.48m P B +ρgz 2= P 0 z 2=6.48m阀开1/4时,以管路所在平面为基准面,在1、2之间列伯努利方程gz`1=gz`2+∑hf -1.48*9.81=-9.81*6.48+∑hf 得∑hf =49.05J/kg层流代入得u=0.736m/s V=uA=3.33m 3/h(2) 1,A 之间列伯努利方程 P 0/ρ=gz 1+P`A /ρ+∑hf ,1+u 2/2式中 P 0=101.3*103Pa ,∑hf ,1=32*0.03*0.736*50/(900*0.042)=24.5J/kg代入数据得 P`A=6.6**104Pa=0.673at2,B 之间列伯努利方程 P 0/ρ=gz1+P`B /ρ+∑hf ,2+u 2/2 式中 P 0=101.3*103Pa ,∑hf ,2=32*0.03*0.736*20/(900*0.042)=9.81J/kg代入数据得 P`B=3.51**104Pa=0.358at三、解:(1)F=D+W F=1.52,W=0.52,x W =0.0206, x D =0.928 Fx F =Dx D +Wx W(2) 泡点进料 q=1.Xq=X F =0.6。
化工原理试题(附答案)

化工原理试题(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、轴毂连接中以键连接最为常见,其中普通平键连接里适用于轴端部的形状是:()A、圆头(A型)B、方头(B型)C、单圆头(C型)正确答案:C2、容积大于10m3的低温液体储存容器(如液氨储罐)属于哪种容器()。
A、第三类B、第二类C、第一类正确答案:A3、从受力角度考虑,椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中,()的受力情况最好。
A、椭圆形封头B、半球形封头C、碟形封头D、折边球面封头正确答案:A4、以下属于列管式换热器组成部件的是()。
A、塔盘B、管板C、燃烧器正确答案:B5、裙座与塔体的连接焊缝,如采用塔接焊缝,则焊缝截面处同时承受( )和剪力作用,所以操作或水压试验时,焊缝承受复合剪切应力作用。
A、强度B、载荷C、定力D、压力正确答案:B6、确定压力容器是否属于《固定式压力容器安全技术监察规程》管辖范围的压力条件是指 ( )A、计算压力B、最大允许工作压力C、工作压力D、设计压力正确答案:C7、下列属板式换热器的设备是()。
A、U形管式B、螺旋板式C、套管式D、填料函式正确答案:B8、对于一台离心水泵来说,现在改为输送比水粘度大的液体,那么泵的扬程将()。
A、不变B、减小C、增大正确答案:B9、在化工生产中,我们需要依靠输送机来完成固体物料的输送及储存,以下三种输送机中,可以用于垂直方向输送物料的是:()A、带式输送机B、螺旋输送机C、斗式提升机正确答案:B10、下列压力容器属于反应容器的是()。
A、洗涤器B、流化床C、热交换器D、回收塔正确答案:B11、单纯由于受压缩的液体或气体将容器胀破而发生的爆炸属于()。
A、化学爆炸B、二次爆炸C、物理爆炸正确答案:C12、板式塔和填料塔相比较,板式塔较填料塔压降_____、持液量_____、质量______。
A、较大、较大、较大B、较小、较大、较大C、较大、较大、较小D、较大、较小、较小正确答案:C13、釜式反应器可用于不少场合,除了( )。
化工原理考试题及答案

化工原理考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工生产中,物料衡算的基本方法是()。
A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案:A2. 在连续操作的化工过程中,以下哪项是正确的()。
A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案:A3. 传热过程中,以下哪种情况下热阻最小()。
A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案:B4. 流体在管道中流动时,以下哪种流动是层流()。
A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案:A5. 在精馏塔中,以下哪种情况下回流比最小()。
A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案:A6. 以下哪种情况下,流体的压降最大()。
A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案:B7. 在吸收过程中,以下哪种情况下吸收率最高()。
A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案:C8. 以下哪种情况下,过滤速率最大()。
A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案:B9. 在干燥过程中,以下哪种情况下干燥速率最大()。
A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案:D10. 在萃取过程中,以下哪种情况下萃取效率最高()。
A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 在化工生产中,物料衡算的基本方法是依据________定律。
答案:质量守恒2. 连续操作的化工过程中,物料流量是________的。
答案:恒定3. 传热过程中,壁厚减少可以________热阻。
答案:减少4. 流体在管道中流动时,雷诺数Re<2000时为________流动。
2011-2012第一学期化工09级化工原理(上)试卷B (1)

2011—2012学年第一学期《化工原理(上)》试卷专业班级姓名学号开课系室化学工程系考试日期 2012年1月10日注意:①请在正面答题,背面及附页可作为草稿纸;②不允许将考试本拆开,否则按零分记载;③卷面要求字迹清晰、整洁,换页答题请注明;④本次考试包括五道大题,总分100分,试题部分共7页,附页3张。
一、填空选择题(每空1分,共30分)1、如图1所示,稳定流动的管路系统中,已知流体在阀门全开的条件下总比能损失为∑h f =56J/kg ;若关小阀门开度,则管路总阻力损失∑h f = J/kg ,两储槽液面高度差H = m 。
图1 填空选择题1附图2、质量流量相同的两流体,分别流经同一圆直管,已知:密度ρ1=2ρ2,粘度μ1=2μ2;则Re 1 = Re 2,若两流体流动状态均处于完全湍流,则∑h f 1= ∑h f 2;若流动为层流,则∑h f 1 = ∑h f 2。
3、 用离心泵向锅炉供水,若锅炉中的压力突然升高,则泵提供的流量 。
A )增大B )减少C )不变4、某正常操作中的离心泵,当转速为n 时,离心泵的工作点为A ,A 点对应的扬程H 为30m ,流量Q 为2m 3/min ;今将泵的转速减慢为n ’=0.9n 时,泵的工作点为B ;若两工作点的效率相同,则B 点压头H ’为 m ;若管路特性曲线可以写为2KQ g pH e +∆=ρ,则gpρ∆= m ,K = s 2/m 3。
5、含尘气体通过长4m 、宽3m 、高1m 的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s ,则除尘室的生产能力为 m 3/s 。
6、粒径分别为16μm 及8μm 的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降,则两种颗粒的离心沉降速度之比为 (沉降在斯托克斯区)。
7、流化床中,增大液体流量,其床高__ __,压降 。
8、若小雨滴在下降过程中与其它雨滴发生合并,雨滴直径增大了30%,则雨滴合并前后的自由沉降速度比为 (设雨滴在下降过程中始终处于层流区)。
2011级《化工原理》试题答案

2011级《化工原理》试题答案一、填空题(共20分)1.化工原理》课程的研究对象是单元操作。
它们都是____物理___操作。
2.水深10m处的表压为__98.07__kPa。
(ρ水=1000 kg/m3)。
3.流体1、2为质量流量相同的两流体,分别流经相同长度相同内径的水平直管。
已知两流体的密度ρ1=2ρ2,粘度μ1=2μ2,则Re1= 1/2 Re2;若两流体的流动状态皆为层流,则压力降ΔP f1= 1 ΔP f2。
4.离心泵启动前灌泵是为了防止__气缚___现象发生,而限制离心泵的安装高度是为了防止_气蚀___现象的发生。
5.某板框过滤机进行恒压过滤,已知过滤常数K=4.42×10-3m2/s,介质阻力忽略不计,过滤面积为10m2,则每平方米过滤面积上得到1.5 m3滤液需时间__509___s,过滤完以3 m3水进行置换洗涤,洗涤时间为___203.6___s。
6.某降尘室高和宽均为2m,含尘气体气流速度为2m/s,某一粒径颗粒的沉降速度为0.8m/s,为保证该种颗粒完全沉降下来,则降尘室的长至少应为__5__m,该降尘室的生产能力为__8_m3/s。
7.在管壳式换热器中用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近__饱和蒸气的温度,换热器总传热系数K接近___空气___的对流传热系数。
8.对流传热阻力主要集中在冷热流体两侧的__滞流层__中,所以__增大流速__可加强传热。
9.在单效蒸发中,每小时将2000kg的某种水溶液从10%连续浓缩到30%,水分的蒸发量为___1333.3___kg/h。
10.单向扩散和双向扩散分别是针对___吸收___模型和___精馏_____模型的。
11.吸收是利用混合气体中各组分___溶解度__的差异对其进行分离的,而蒸馏是利用各组分___挥发度___的不同来分离均相液体混合物的。
12.在吸收操作中,若c G*–c L≈c i–c L,则该过程为___液膜控制___过程,被吸收气体为__难溶气体____。
化工原理考试题及答案

化工原理考试题及答案第三章非均相分离姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题:1.2分悬浮液属液态非均相物系,其中分散内相是指_____________;分散外相是指______________________________;答案固体微粒, 包围在微粒周围的液体2.3分悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下,沿重力方向作自由沿降时,会受到_____________三个力的作用;当此三个力的______________时,微粒即作匀速沉降运动;此时微粒相对于流体的运动速度,称为____________ ;答案重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度3.2分自由沉降是 ___________________________________ ;答案沉降过程颗粒互不干扰的沉降4.2分当微粒在介质中作自由沉降时,若粒子沉降的Rep相同时,球形度越大的微粒,介质阻力系数越________ ;球形粒子的球形度为_________ ;答案小 15.2分沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒,在 _________力或__________力的作用下,沿受力方向发生运动而___________ ,从而与流体分离的过程;答案重离心沉积6.3分球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_______________ ;滞流沉降时,其阻力系数=____________.答案粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep7.2分降尘宝做成多层的目的是____________________________________ ;答案增大沉降面积,提高生产能力;8.3分气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ ;答案重力沉降、离心沉降、过滤离心沉降9.2分过滤是一种分离悬浮在____________________的操作;答案液体或气体中固体微粒10.2分过滤速率是指___________________________ ;在恒压过滤时,过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ ;答案单位时间内通过单位面积的滤液体积变慢11.2分悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是___________________________ ___________________________________________________;答案在滤饼中形成骨架,使滤渣疏松,孔隙率加大,滤液得以畅流12.2分过滤阻力由两方面因素决定:一方面是滤液本身的性质,即其_________;另一方面是滤渣层本身的性质,即_______ ;答案μ γL13.2分板框压滤机每个操作循环由______________________________________五个阶段组成;答案装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理14.4分板框压滤机主要由____________________________________________,三种板按 ________________的顺序排列组成;答案滤板、滤框、主梁或支架压紧装置等组成1—2—3—2—1—2—3—2—115.3分某板框压滤机的框的尺寸为:长×宽×厚=810×810×25 mm,若该机有10块框,其过滤面积约为_________________ m;答案16.4分板框压滤机采用横穿洗涤滤渣,此时洗穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣,流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍,而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____;答案二; 一; 二 ; 二分之一17.3分转鼓真空过滤机,转鼓每旋转一周,过滤面积,的任一部分都顺次经历___________________________________________等五个阶段;答案过滤、吸干、洗涤、吹松、卸渣18.3分离心分离因数是指_____________________________________________ ___________________;为了提高离心机的分离效率,通常使离心机的___________增高,而将它的________减少;答案物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当19.2分离心机的分离因数越大,则分离效果越__________;要提高离心机的分离效果,一般采用________________的离心机;答案好 ; 高转速 ; 小直径20.3分某悬浮液在离心机内进行离心分离时,若微粒的离心加速度达到,则离心机的分离因数等于__________;答案 1000二、选择题:1.2分欲提高降尘宝的生产能力,主要的措施是 ;A. 提高降尘宝的高度;B. 延长沉降时间;C. 增大沉降面积答案 C2.2分为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用的转鼓;A. 高转速、大直径;B. 高转速、小直径;C. 低转速、大直径;D. 低转速,小直径;答案 B3.2分用板框压滤机恒压过滤某一滤浆滤渣为不可压缩,且忽略介质阻力,若过滤时间相同,要使其得到的滤液量增加一倍的方法有 ;A. 将过滤面积增加一倍;B. 将过滤压差增加一倍;C. 将滤浆温度到高一倍;答案 A4.2分板框压滤机组合时应将板、框按顺序置于机架上;…………;C. 3121212 (3)答案 B5.2分有一高温含尘气流,尘粒的平均直径在2~3μm,现要达到较好的除尘效果,可采的除尘设备;A. 降尘室;B. 旋风分离器;C. 湿法除尘;D. 袋滤器答案 C6.2分当固体微粒在大气中沉降是层流区域时,以的大小对沉降速度的影响最为显着;A. 颗粒密度;B. 空气粘度;C. 颗粒直径答案 C7.2分卧式刮刀卸料离心机按操作原理分应属于离心机;A. 沉降式B. 过滤式C. 分离式答案 B8.2分分离效率最高的气体净制设备是 ;A. 袋滤器;B. 文丘里除尘器;C. 泡沫除尘器答案 A9.2分若气体中所含微粒的最小直径为1μm,并含有少量水分,现要将此气体进行净制,并希望分离效率达99%,则应选用 ;A. 袋滤器;B. 文丘里除尘器;C. 泡沫除尘器答案 B10.2分当微粒与流体的相对运动属于滞流时,旋转半径为1m,切线速度为,同一微粒在上述条件下的离心沉降速度等于重力沉降速度的 ;A. 2倍;B. 10倍;C. 倍答案 C11.2分为提高旋风分离器的效率,当气体处理量较大时,应采用 ;A. 几个小直径的分离器并联;B. 大直径的分离;C. 几个小直径的分离器串联;答案 A12.2分颗粒的重力沉降在层流区域时,尘气的除尘以为好;A. 冷却后进行;B. 加热后进行;C. 不必换热,马上进行分离;答案 A13.2分旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的粒径;A. 最小;B. 最大;C. 平均;答案 A14.2分旋风分离器主要是利用的作用使颗粒沉降而达到分离;A. 重力;B. 惯性离心力;C. 静电场答案 B15.2分离心机的分离因数α愈大,表明它的分离能力愈 ;A. 差;B. 强;C. 低答案 B16.2分恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断 ;A. 加快;B. 减慢;C. 不变答案 B17.2分要使微粒从气流中除去的条件,必须使微粒在降尘室内的停留时间微粒的沉降时间;A. ≥;B. ≤;C. <;D. >答案 A18.2分板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时,若洗涤压差等于最终过滤压差,洗涤液粘度等于滤液粘度,则其洗涤速率为过滤终了速率的倍;A. 1;B. ;C.答案 C19.2分现有一乳浊液要进行分离操作,可采用 ;A. 沉降器;B. 三足式离心机;C. 碟式离心机;答案 C20.2分含尘气体中的尘粒称为 ;A. 连续相;B. 分散相;C. 非均相;答案 B三、判断题:1.2分离心机的分离因数α愈大,表明它的分离能力愈强;答案√2.2分通过旋风分离器能够完全分离出来的最大颗粒直径,称临界颗粒直径;答案×3.2分固体颗粒在大气中沉防是层流区域时,以颗粒直径的大小对沉降速度的影响最为显着;答案√4.2分旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备;答案√5.2分若洗涤压差与过滤压差相等,洗水粘度与滤液粘度相同时,对转筒真空过滤机来说,洗涤速率=过滤未速度;答案√6.2分沉降器的生产能力与沉降高度有关;7.2分恒压过滤过程的过滤速度是恒定的;答案×8.2分要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来,颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间;答案×9.2分为提高旋风分离器的分离效率,当气体处理量大时,解决的方法有:一是用几个直径小的分离器并联操作;答案√10.2分在气一固分离过程,为了增大沉降速度U,必须使气体的温度升高;答案×11.2分颗粒的自由沉降速度U小于扰沉降速度;答案×12.2分通常气体的净制宜在低温下进行;而悬浮液的分离宜在高温下进行;答案√√13.2分粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样,是一个不变值;答案×14.2分做板框压滤机的过滤实验时,滤液的流动路线与洗水的流动路线是相同的;答案×15.2分板框压滤机采用横穿法洗涤时,若洗涤压差=最终过滤压差,洗涤液粘度=滤液粘度,则其洗涤速率=1/4过滤终了速率;16.2分物料在离心机内进行分离时,其离心加速度与重力加速度的比值,称为离心分离因数;答案√17.2分滤渣的比阻越大,说明越容易过滤;答案×18.2分恒压过滤时过滤速率随过程的进行不断下降;答案√19.2分袋滤器可用于除去含微粒直径小至1μm的湿气体的净制;答案×20.2分欲提高降尘室的生产能力一倍,应将降尘室的高度增加一倍;答案×四、问答题:1.8分为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行而在悬浮液的过滤分离中,滤浆却不宜在冷却后才进行过滤答案由沉降公式u=dρ-ρg/18μ可见,U与μ成反比,对于气体温度升,高其粘度增大,温度下降,粘度减少;所以对气体的除尘常放在冷却后进行,这样可增大沉降速度U;而悬浮液的过滤,过滤速率为dv/Adq=△P/rμL,即粘度为过滤阻力;当悬浮液的温度降低时,粘度却增大,为提高过滤速率,所以不宜冷却后过滤;2.8分试分析提高过滤速率的因素答案过滤速率为dv/Adθ=△P/rμL推动力/阻力提高过滤速率的方法有:1提高推动力△P,即增加液柱压力;增大悬浮液上面压力;在过滤介质下面抽真空;2降低阻力,即提高温度使粘度下降;适当控制滤渣厚度;必要时可加助滤剂;3.8分影响重力沉降速度的主要因素是什么为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力,你认为可以采取什么措施答案由重力沉降式U=dρs-ρg/18μ可见,影响重力沉降速度U的主要是d和μU∝d,U∝1/μ,为提高U,在条件允许的情况下,可用湿法增大颗粒直径;这样可大大增大U,较可行的办法是让含尘气体先冷却,使其粘度下降,也可使U增大;4.8分为什么旋风分离器的直径D不宜太大当处理的含尘气体量大时,采用旋风分高器除尘,要达到工业要求的分离效果,应采取什么措施答案旋风分离器的临界直径d=9μB/πNUρ,可见D↑时,B也↑B=D/4,此时d也↑,则分离效率η↑,为提高分离效率,不宜采用D太大的分离器;为果气体处理大时,可采用几个小直径的旋风分离器并联操作,这样则可达到要求的分离效果;5.8分为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分之一倍答案由于洗涤液通过两层过滤介质和整层滤渣层的厚度,而过滤终了时滤液只通过一层过滤介质和滤渣层厚度的一半,即洗涤液流动距离比滤液长1倍,其阻力也就大1倍,故dv/dqw就慢了倍;又因洗涤液的流通面积此滤液的流通面积少1倍,这样dv/dqw又慢了;基于上述两个原因,故当洗涤压差与过滤终了时压差相同时,且洗涤液的粘度与滤液粘度相近时,则dv/dθw≈1/4dv/dθ6.影响颗粒沉降速度的因素都有哪些答:影响颗粒沉降速度包括如下几个方面:颗粒的因素:尺寸、形状、密度、是否变形等;介质的因素:流体的状态气体还是液体、密度、粘度等;环境因素:温度影响ρ、μ、压力、颗粒的浓度浓度大到一定程度使发生干扰沉降等设备因素:体现为壁效应;7.多层沉降室和旋风分离器组设计的依据是什么答:1多层沉降室设计的依据是沉降室生产能力的表达式,即VS=blut根据此式,VS与设备高度无关,而只是底面积bl和ut的函数;对指定的颗粒,在设备总高度不变条件下,设备n层水平隔板,即使底面积增加nbl倍,从而使生产能力达到原来的n+1倍;如果生产能力保持不变,多层降尘室可使更小的颗粒得以分离,提高除尘效率;2旋风分离组设计的依据是临界粒径定义式,即当颗粒尺寸及介质被指定之后,B的减小可使dc降低,即分离效果提高;B和旋风分离器的直径成一定比例;在要求生产能力比较大时,采用若干个小旋风分离器,在保证生产能力前提下,提高了除尘效果;8.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化;已知滤布阻力可以忽略,滤饼不可压缩;转筒尺寸按比例增大50%;答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为而A=πDL转筒尺寸按比例增大50%;新设备的过滤面积为A’=2A=即生产能力为原来的倍,净增125%,需要换设备;9.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化;已知滤布阻力可以忽略,转筒浸没度增大50%;答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为而A=πDL转筒浸没度增大50%即生产能力净增%;增大浸没度不利于洗涤;10.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化;已知滤布阻力可以忽略,操作真空度增大50%;答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为而A=πDL操作真空度增大50%增大真空度使为原来的倍,则效果同加大浸没度50%,即生产能力提高了%;加大真空度受操作温度及原来真空度大小的制约;11.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化;已知滤布阻力可以忽略,转速增大50%;滤浆中固体的体积分率由10%提高至15%;Xv的加大使v加大,两种工况下的v分别为a 则即生产能力以滤液体积计下降%12.若分别采用下列各项措施,试分析转筒过滤机的生产能力将如何变化;已知滤布阻力可以忽略,滤浆中固相体积分率由10%增稠至15%,已知滤饼中固相体积分率为60%;根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为而A=πDL升温,使滤液粘度减小50%;再分析上述各种措施的可行性;升温,使粘度下降50%;答:根据题给条件,转筒真空过滤机生产能力的表达式为而A=πDL由式a可知则即可使生产能力提高%;但温度提高,将使真空度难以保持;工业生产中,欲提高生产能力,往往是几个方法的组合;13.何谓流化质量提高流化质量的措施有哪些答:流化质量是指流化床均匀的程度,即气体分布和气固接触的均匀程度;提高流化质量的着眼点在于抑制聚式流化床内在不稳定性,即抑制床层中空穴所引发的沟流、节涌现象;1分布板应有足够的流动阻力;一般其值 ,绝对值不低于;2设置床层的内部构件;包括挡网、挡板、垂直管束等;为减小床层的轴向温度差,挡板直径应略小于设备直径,使固体颗粒能够进行循环流动;3采用小粒径、宽分布的颗粒,细粉能起到“润滑”作用,可提高流化质量;4细颗粒高气速流化床提供气固两相较大的接触面积,改善两相接触的均匀性,同时高气速可减小设备尺寸;五、计算题:3-1 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为31200m kg 黏度为s mPa •3.2,其中固体颗粒可视为球形,密度取32640m kg ;求直径为mm 1.0颗粒的沉降速度;解:在沉降区域未知的情况下,先假设沉降处于层流区,应用斯托克斯公式: 校核流型 2178.0103.212001041.310Re 334<=⨯⨯⨯⨯==---μt p t u d层流区假设成立,s mm u t 41.3=即为所求;3-2 某烧碱厂拟采用重力沉降净化粗盐水,粗盐水密度为31200m kg 黏度为s mPa •3.2,其中固体颗粒可视为球形,密度取32640m kg ;沉降速度为s m 02.0的颗粒直径;解:假设沉降在层流区,()μ182-=p pt gd u ;校核流型 253.2103.2120002.01042.2Re 34>=⨯⨯⨯⨯==--μt p t u d原假设不成立;设沉降为过渡区;()()()m g u d p t p 46.116.034.04.16.116.04.04.11059.21200264081.9103.21200153.002.0153.0--⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛= μ校核流型 70.2103.2120002.01059.2Re 34=⨯⨯⨯⨯==--μt p t u d 过渡区假设成立,mm d p 259.0=即为所求;3-3 长3m 、宽、高2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接;操作条件下,锅炉烟气量为s m 35.2,气体密度为3720.0m kg ,黏度为s Pa •⨯-5106.2,飞灰可看作球型颗粒,密度为32200m kg ;求临界直径;解: s m BL V u tc 347.034.25.2max =⨯==假设沉降处于层流区, 校核流型 2834.0106.2720.0347.01068.8Re 55<=⨯⨯⨯⨯==--μtc pc t u d 故m d pc μ8.86=即为所求;3-4 长3m 、宽、高2m 的降尘室与锅炉烟气排出口相接;操作条件下,锅炉烟气量为m 35.2,气体密度为3720.0m kg ,黏度为s Pa •⨯-5106.2,飞灰可看作球型颗粒,密度为32200m kg ;要求m μ75以上飞灰完全被分离下来,锅炉的烟气量不得超过多少;解:已知m μ75,由上题知沉降必在层流区; 校核气流速度: s m s m BH V u 5.139.024.287.1max <≈⨯==3-5 过滤固相浓度%1=c 的碳酸钙悬浮液,颗粒的真实密度32710m kg p = ,清液密度31000m kg = ,滤饼含液量46.0=ϖ,求滤饼与滤液的体积比ν;解: 设滤饼的表现密度为c ,3m kg ,且颗粒与液体均不可压缩,则根据总体积为分体积之和的关系,可得:所以:31517100046.0271046.011m kg c =⎪⎭⎫⎝⎛+-= 每获得31m 滤液,应处理的悬浮液体积为()ν+1,其中固体颗粒的质量为:()p c ν+1每获得31m 滤液得到的滤饼质量为()c ν,其中固体颗粒的质量为:()ϖν-1c 射固体颗粒全部被截留,则()()C B =,有()pc pc c --=ϖν1将已知值代入上式:()30342.0271001.046.011517271001.0m =⨯--⨯⨯=ν滤饼/3m 滤液;3-6 过滤面积为25m 的转股真空过滤机,操作真空度为a kp 54,浸没度为1/3,每分钟转数为;操作条件下的过滤常数K 为s m 26109.2-⨯,e q 为233108.1m m -⨯,求()h m V t 3;解:()⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---3236108.1108.118.0109.23160518.060t V3-7 一填充床含有不同大小的颗粒,计mm 10的占15%,mm 20的占25%,mm 40的占40%,mm 70的占20%,以上均为质量百分率;设球型度均为,试计算平均等比表面积当量直径;解:筛分法得到的颗粒尺寸为等比表面积当量直径ai d ,则平均等比表面积当量直径为3-8 以圆柱形烟囱高m 30,直径m 0.1,当风以每小时km 50横向掠过时,试求拽力系数与该烟囱所受的拽力,设空气温度C ︒25;解: C ︒25空气:3185.1m kg = ,cP 31035.18-⨯=μ 空气的流速:s m u 89.133600/10503=⨯= 查拽力系数图,对圆柱体38.0=ξ拽力:()N u Ap F D 130389.13185.121300.138.0222=⨯⨯⨯⨯⨯=••= ξ 3-9 密度为32000m kg 的圆球在C ︒20的水中沉浮,试求其在服从斯托克斯范围内的最大直径和最大沉降速度;解:C ︒20水:32.998m kg = ,s Pa •⨯=-310005.1μ 颗粒:32000m kg s =在斯托克斯定律范围内:1Re ≤=μud p p即110005.12.9983≤⨯⨯-u d p取1Re =p ,则s m m u d p /10006.16•⨯=•- 又()23254330010005.11881.92.9982000p pt d d u =⨯⨯⨯-=-3-10 一种测定黏度的仪器由一钢球和玻璃筒组成;测试是筒内装被测液体,记录钢球下落一定距离的时间,球的直径为mm 6,下落距离为mm 20,测试一种糖浆时,记下的时间间隔为s 32.7,此糖浆的密度为3/1300m kg ,钢球的密度为3/7900m kg ,求此糖浆的黏度;解:钢球的沉降速度:s m H u tt /0273.032.72.0===τ 设沉降处于层流区,根据斯托克斯定律: 核1045.074.413000273.0006.0Re :Re <=⨯⨯==μt s p p u d所以,假设在层流区沉降正确,糖浆的黏度为cP 4740;3-11 试求密度为3/2000m kg 的球型粒子在C ︒15空气中自由沉降室服从斯托克斯定律的最大粒径;解:C ︒15空气:3/226.1m kg = ,s Pa •⨯=-3100179.0μ当1Re =p 时,()μμ182gd d u s s s t -== 3-12 试求密度为3/2000m kg 的球型粒子在C ︒15空气中自由沉降室服从牛顿定律的最小颗粒直径;解:C ︒15空气:3/226.1m kg = ,s Pa •⨯=-3100179.0μ服从牛顿定律的最小颗粒直径:1000Re ==μst p d u同时()g d d u ss s t -==74.11000μ3-13 某悬浮液在以过滤面积为2500cm 的恒压压滤机内进行试验,所用真空度为mmHg 500柱,在十分钟内获得滤液为ml 500,求过滤常数K 及k ;滤饼不可压缩,滤布阻力不计解:因滤布阻力不计,则过滤常数为 又滤饼不可压缩,则3-14 某板框压滤机在恒压过滤一小时后,共获得滤液311m ,停止过滤后用33m 清水其黏度与滤液相同于同样压力下对滤饼进行洗涤;设滤布阻力可忽略,求洗涤时间;解:因洗涤水黏度与滤液黏度相同,洗涤压差也与过滤压差相同,且滤布阻力可忽略,则洗涤时间为3-15 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液,要求经过三个小时能获得34m 滤液,若已知过滤常数h m K /1048.123-⨯=,滤布阻力略不计,若滤框尺寸为mm mm mm 3010001000⨯⨯,则需要滤框和滤板各几块;解:滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程 故过滤面积230.6031048.14m K V A =⨯⨯==-τ框数30112602=⨯⨯==ab A n 板数311=+n3-16 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液,要求经过三个小时能获得34m 滤液,若已知过滤常数h m K /1048.123-⨯=,滤布阻力略不计,过滤终了用水进行洗涤,洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,若洗涤水量为34.0m ,求洗涤时间;解:因洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,介质阻力可忽略,则洗涤时间为:3-17 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液,要求经过三个小时能获得34m 滤液,若已知过滤常数h m K /1048.123-⨯=,滤布阻力略不计,若辅助时间为一小时,求该压滤机的生产能力; 解:压滤机生产能力为3-18 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300m kg ,气体流率为h m /10003,密度为3/674.0m kg ,黏度为26/106.3m s N •⨯-;采用标准型旋风分离器进行除尘,若分离器的直径为mm 400,估算临界粒径;解:标准型旋风分离器的结构尺寸为 1.044.04===D B ,m D A 2.024.02=== 进口气速:s m B A V u s /9.132.01.03600/1000=⨯=•=,取5.3=N 故临界直径:m m u N B d s c μπμ6.9106.99.1323005.314.31.0106.39965=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-- 3-19 一只含尘气体中尘粒的密度为3/2300m kg ,气体流率为h m /10003,密度为3/674.0m kg ,黏度为26/106.3m s N •⨯-;采用标准型旋风分离器进行除尘,若分离器的直径为mm 400,估算气体的阻力;解: 标准型旋风分离器的结构尺寸为 1.044.04===D B ,m D A 2.024.02=== 标准型旋风分离器()82/4.01.02.01616221=⨯⨯==D AB ζ阻力:O mmH m N u P 22221.53/5219.13674.021821==⨯⨯⨯=•=∆ ζ3-20 用一板框压滤机在恒压下过滤某一悬浮液,要求经过三个小时能获得34m 滤液,若已知过滤常数h m K /1048.123-⨯=,滤布阻力略不计,1若滤框尺寸为mm mm mm 3010001000⨯⨯,则需要滤框和滤板各几块;2过滤终了用水进行洗涤,洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,若洗涤水量为34.0m ,求洗涤时间;解:滤布阻力忽略不计时恒压过滤方程故过滤面积230.6031048.14m K V A =⨯⨯==-τ 框数30112602=⨯⨯==ab A n 板数311=+n2因洗涤水黏度与滤液相同,洗涤压力与过滤压力相同,介质阻力可忽略,则洗涤时间为:。
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化工原理 试 卷(A )考试科目:化工原理(下) 考试日期: 2011.01. 命题教师: 学院: 专业班级: 学生姓名: 学号:任课教师: 课序号: 考试座位号:一. 填空(20分,每空1分)1、 漂流因子是指在单向扩散时因存在_________而使A 的传递速率比________增大的倍数,其值恒 1 。
2、 用填料吸收塔处理低浓度气体混合物,当气体处理量增大,若按比例增大吸收剂的流量(即L/G 不变),则Kya , H OG , N OG , 吸收率3、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=4、填料塔与板式塔相比较,操作范围 、压降 ;而对于易起泡物系及腐蚀性物系,填料塔则 (不适合,更适合)5、萃取操作中选择性系数是指 , B-S 完全不互溶时,选择性系数趋于 。
6、常压25℃下,木炭与空气一水系统的平衡关系为: ф=100%,Х*=0.12; ф=20%,Х*=0.032,现木炭的含水量为0.18,令其与25℃,ф=20%的空气接触,则结合水为 ,非结合水为 ,自由水为 ,平衡水又为 。
二、选择题(20分,每空2分)1. 一个液膜控制的吸收过程,为加大吸收速率,可采取_____和______等措施。
A .增大气相湍动 B. 增大液相湍动 C.采用物理吸收 D.采用化学吸收 2. 在常压塔中用水吸收二氧化碳,ky和kx 分别为气相和液相传质分系数,Ky 为气相传质总系数,m 为相平衡常数,则_____________。
A.为气膜控制且Ky ≈kyB.为液膜控制且Ky ≈kxy 5 x 5 y 6 x 6C.为气膜控制且Ky ≈kx/mD.为液膜控制且Ky ≈kx/m3. 对于某理想溶液的平衡蒸馏,若维持进料量F 、物料温度t F 、蒸发室压强P 不变,而将物料浓度x F 增加,则气相馏出物组成x D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,气相馏出物量D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定4. 用精馏塔分离某二元混合液,进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F 为0.6 ,若要求馏出液组成x D 不小于0.9 , 则最大馏出液量为 ;A. 6.67 kmol/hB. 6 kmol/hC. 9 kmol/hD. 不确定 5. 气液传质的塔板上,液面落差过大将造成 和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带 6.进行萃取操作时应使:A 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于17. 当空气湿度和温度一定时,相对湿度与总压的关系是 。
A,成正比 B ,成反比 C, 无关 D, 不确定三、简答题(每题5分,共10分)1.特殊精馏指的是哪两种?各适用于什么情况?2.对于混合液体,什么情况下选择萃取分离,而不选择精馏分离?四、(20分)在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。
进塔煤气中苯的初始浓度为0.02(摩尔分率,下同),操作条件下气液平衡关系为x y 125.0=,操作液气比为0.18,进塔洗油中苯的浓度为0.003,出塔煤气中苯浓度降至0.002。
因脱吸不良造成进塔洗油中苯的浓度为0.006,试求此情况下(1)出塔气体中苯的浓度;(2)吸收推动力降低的百分数?五、(15分)某精馏塔用以分离A 组分(易挥发组分)和水的混合物,已知x F =0.5(摩尔分率,下同),x D =0.95,x W =0.1,回流比R =1.5,泡点回流,饱和液体进料,塔顶采用全凝器,塔底用饱和水蒸汽直接加热,物系相对挥发度试求:(1)离开塔顶第二块理论板的汽相浓度;(2)塔顶采出率D/F 。
DD饱和水蒸汽 x W六、(15分)某湿物料的初始含水量为5%,干燥后的含水量为1%(即为湿基),湿物料处理量为0.5kg /s ,空气的初始温度为20℃,初始湿含量为0.005kg 水/kg 干空气。
将空气预热至150℃进入干燥器,假设所有水分皆在表面气化阶段除去,干燥设备保温良好,废气的出口温度为70℃,试求: (1)干空气用量及废气出口的湿度H 2(2)此干燥过程预热器所需供热量及热效率各为多少?化工原理 试 卷(A )考试科目:化工原理(下) 考试日期: 2011.01. 命题教师: 学院: 专业班级: 学生姓名: 学号:任课教师: 课序号: 考试座位号:二. 填空(20分,每空1分)1、 对流传质理论中较重要的有 , _________ 和______________。
2、已分析测得精馏塔内四股物料的组成为 0.52, 0.71, 0.73, 0.84 , 试找出其对应值x 5= __________ y 5= _______ x 6= y 6=3、填料塔与板式塔相比较,操作范围 、压降 ;而对于易起泡物系及腐蚀性物系,填料塔则 (不适合,更适合)4、对于部分互溶物系的萃取操作中,溶质A 的加入使B 与S 的互溶度 ,当A 的加入至某一浓度时,两共轭相将变为 ,此点称为 ,一般 (在,不在)溶解度曲线的最高点 。
5、在萃取的设计中,通常将粘度 或者润湿性 的液体作为分散相。
6、常压25℃下,木炭与空气一水系统的平衡关系为: ф=100%,Х*=0.12; ф=20%,Х*=0.032,现木炭的含水量为0.18,令其与25℃,ф=20%的空气接触,则结合水为 ,非结合水为 , 自由水为 ,平衡水又为 。
二、选择题(20分,每空2分)1. 在常压塔中用水吸收二氧化碳,ky 和kx 分别为气相和液相传质分系数,Ky 为气相传质总系数,m 为相平衡常数,则_____________。
A.为气膜控制且Ky ≈kyB.为液膜控制且Ky ≈kxC.为气膜控制且Ky ≈kx/mD.为液膜控制且Ky ≈kx/m2. 对于某理想溶液的平衡蒸馏,若维持进料量F 、物料温度t F 、蒸发室压强P 不变,而将物料浓度x F 增加,则气相馏出物组成x D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,气相馏出物量D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
y 5 x 5 y 6 x 6A.变小B.变大C.不变D. 不确定3. 用精馏塔分离某二元混合液,进料量为10 kmol/h , 原料液组成x F为0.6 ,若要求馏出液组成x D不小于0.9 , 则最大馏出液量为;A. 6.67 kmol/hB. 6 kmol/hC. 9 kmol/hD. 不确定4. 气液传质的塔板上,液面落差过大将造成和A.气流的不均匀分布B.漏液C.溢流液泛D.液沫夹带5.进行萃取操作时应使:A 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于16. 单级(理论级)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,则萃取相量与萃余相量之比将_______。
A 不变B降低 C 增加D不定7.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较,如果溶剂比、萃取相浓度一样,则多级逆流萃取可使萃余相分率_______。
A 增大B 减少C 基本不变D 增大、减少都有可能8.当空气湿度和温度一定时,相对湿度与总压的关系是。
A,成正比B,成反比C, 无关D, 不确定三、简答题(每题5分,共10分)1.特殊精馏指的是哪两种?各适用于什么情况?2.对于混合液体的分离,什么情况下选择萃取操作,而不选择精馏操作?四、(15分)某精馏塔用以分离A组分(易挥发组分)和水的混合物,已知x F =0.5(摩尔分率,下同),x D=0.95,x W=0.1,回流比R=1.5,泡点回流,饱和液体进料,塔顶采用全凝器,塔底用饱和水蒸汽直接加热,物系相对挥发度试求:(1)离开塔顶第二块理论板的汽相浓度;(2)塔顶采出率D/F。
DD饱和水蒸汽, x W五、(20分)某混合物含溶质A为40%,稀释剂B为60%,拟用单级萃取进行分离,要求萃取液中含A的浓度x0A不超过20%,某操作温度下,溶解度曲线如图,分配系数k A=1 ,试求:(1)此单级萃取所需的溶剂比S/F为多少?萃余率Rx A o/Fx FA为多少?此时选择性系数β为多少?(2)若降低操作温度,使两相区域增大为如图虚线所示,假设分配系数k A不变,溶剂比S/F不变,试分析萃取相、萃取液、萃余相、萃余液中A的浓度和过程的选择性系数如何变化?六、(15分)某湿物料的初始含水量为5%,干燥后的含水量为1%(即为湿基),湿物料处理量为0.5kg/s,空气的初始温度为20℃,初始湿含量为0.005kg水/kg干空气。
将空气预热至150℃进入干燥器,假设所有水分皆在表面气化阶段除去,干燥设备保温良好,空气的出口温度选定为70℃,试求:(1)干空气用量及废气出口的湿度H2(2)此干燥过程所需预热器供热量及热效率各为多少?11年《化工原理》(下)A卷答案及评分标准填空(20分,每空1分)1.主体流动等分子反向扩散大于2.增大增大降低降低3. x5=0.71y5=0.84 x6= 0.52y6=0.734.小低更适合5.萃取相中溶质的质量分率与萃余相中溶质的质量分率之比值无穷大6. 0.12 0.06 0.148 0.032二、选择题(20分,每空2分)1. B D2. D3. C B4. A5.A B6. C7.A三、简答题(每题5分,共10分)1.答:特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生,采用普通精馏不能分离彻底时;萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低,采用普通精馏需要的理论板太多,回流比太大,使设备投资及操作费用都不经济的情况。
2.答:①混合物相对挥发度小或形成恒沸物,用一般精馏方法不能分离或很不经济;②混合液浓度很稀,采用普通精馏方法能耗过大;③混合液含热敏性物质,采用萃取方法可避免物料受热破坏。
四、20分 解:原工况:6944.018.0125.0===L mG S ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S mx y mx y S S N OG 2221)1(ln 11837.46944.0003.0125.0002.0003.0125.002.0)6944.01(ln 6944.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯---=OG N003721.0837.4002.002.021=-=-=∆OG m N y y y 7分 新工况: OG OG'H H= Z Z =' S S =' 3分837.46944.0006.0125.0006.0125.002.0)6944.01(ln 6944.011'2'=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯---==y N N OG OG 解得002344.0'2=y 5分003650.0837.4002344.002.02'1'=-=-=∆OG mN y y y%91.101908.0003721.0003650.0003721.0'==-=∆∆-∆m m m y y y 5分五、15分 (1)精馏段操作线方程为:38.06.05.295.05.25.1111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 3分95.01==D x y 2分()894.095.025.125.295.01111=⨯-=--=y y x αα 2分916.038.0894.06.038.06.012=+⨯=+=x y 2分(2)()()⎪⎩⎪⎨⎧-++='=+=+=+F q D R V S Wx Dx Fx W D S F WD F 11即()⎪⎩⎪⎨⎧-+='=⨯+⨯=⨯+=+F D V S W D F W D S F 115.21.095.05.0解之得: 36.0=F D6分六、15分 解:(1)当出口气体温度选定为t 2=70℃时,I 1=I 222111288125000112500881011t t H t H H ..)..(+-++=036070881250070011005025001500050881011....)...(=⨯+⨯-⨯+⨯⨯+=kg 水/kg 干空气 4分所需空气量可由物料衡算式求出 )()(1221H H V X X G C -=-s /kg 652.0005.0036.0)01.0101.005.0105.0()05.01(5.0)(1221干空气=----⨯-⨯=--=H H X X G V C 4分所需供热量和热效率分别为 Q =V (1.01+1.88H 0)(t 1-t 2) =0.652×(1.01+1.88×0.005)×(150-20)=86.3 kJ/s 4分615.020150701500121=--=--=t t t t η 3分11年《化工原理》(下)A 卷答案及评分标准 填空(20分,每空1分)1. 有效膜理论,溶质渗透理论,表面更新理论2. x 5= 0.71 y 5=0.84 x 6= 0.52 y 6=0.733. 小 低 更适合4. 加大 一相 临界混溶点 不在5. 大 较差6. 0.12 0.06 0.148 0.032二、选择题(20分,每空2分)1. D2. C B3. A4. A B5. C6.C7.B8.A三、简答题(每题5分,共10分)1.答:特殊精馏是指恒沸精馏和萃取精馏恒沸精馏适用于混合物中有恒沸物产生,采用普通精馏不能分离彻底时;萃取精馏则适用于混合物相对挥发度过低,采用普通精馏需要的理论板太多,回流比太大,使设备投资及操作费用都不经济的情况。