华南理工大学化工原理下册复习试题4
(4)--化工原理(下)课程期末考试(答案题解)

课程答案网课刷课f ly i n gj g h《化工原理》课程(下册)期末考试答案题解一、填空(30分,每空1分)1、吸收操作的基本依据是气体中各组分在溶剂中溶解度的差异, 吸收过程的经济性主要决定于溶剂再生费用。
2、在填料吸收塔中,用纯溶剂逆流吸收混合气中的溶质,平衡关系符合亨利定律。
当入塔气体组成增大,其他条件不变,则出塔气体组成增大,吸收率不变。
(增加,不变,减小,不确定)3、实验室用水吸收空气中的 CO 2,基本上属于液膜控制。
4、在精馏塔操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度增大,塔顶温度降低,塔釜温度降低。
(增加,不变,减小,不确定)5、在连续精馏塔操作中,若增大回流比,其他条件不变,则塔顶产品组成x D 增大,塔底产品组成x W 减小。
(增加,不变,减小,不确定)6、恒定的干燥条件是指空气的湿度、温度、 速度以及与物料接触的状况都不变。
7、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:相对湿度为 =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=0.007。
现该物料含水量为0.23 kg 水/ kg 绝干料, 令其与25℃、 =40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 0.223kg 水/ kg 绝干料, 结合含水量为0.02kg课程答案网课刷课f ly i n gj g h水/ kg 绝干料, 非结合水的含水量为 0.21 kg 水/ kg 绝干料。
8、同一物料,如空气的温度愈高,气速、湿度不变,则临界含水量愈高,平衡含水量_愈低。
9、喷雾干燥适用于热敏性物料的干燥,气流干燥管中最有效的部分是加料管以上 1m 左右。
10、在液液萃取操作中,选择萃取剂的主要原则有溶解度大、选择性强_和 易于回收。
选择性系数β=∞存在于 B-S完全不互溶物系中。
(5分,以下11、12小题五学分的同学必答,六学分的同学不答)11、精馏塔进料可能有_5种不同的进料热状况;若固定回流比即固定冷却量,对原料液进行预热,则所需的理论塔板数N T 增加。
化工原理下册复习题

《化工原理》章节复习题第五章吸收一、填空及选择1.吸收操作的依据是(),以达到分离气体混合物的目的。
2.对低浓度的气液平衡系统,当温度增加时,其溶解度系数H将();而当系统液相总浓度增加时,其平衡常数m将();当总压降低时,亨利系数E将(),平衡常数m将(),溶解度系数H将()。
3.亨利定律表达式P*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E很小,说明该气体为()气体。
4.含低浓度溶质的气液平衡系统中,溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值()。
A、负值;B、正值;C、零;D、不确定5.吸收操作的作用是分离()。
A、气体混合物;B、液体均相混合物;C、气液混合物;D、部分互溶的液体混合物6.只要组分在气相中心的分压()液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行,直到达到一个新的平衡位置。
A、大于;B、小于;C、等于;D、不等于7.对低浓度溶质的气液平衡系统A、B,在同样条件下,A系统中的溶质溶解度较B系统中的溶质溶解度高,则A系统的溶解度系数H A( )H B,相平衡常数m A( )m BA、大于;B、等于;C、小于;D、不确定8、在吸收过程中,K Y和k Y是以()和()为推动力的吸收系数。
9、在填料塔中用清水吸收混合气中的NH3,当水泵发生故障,水量减少时,吸收率 ( )A.增加;B. 减少;C.不变;D.无法判断;10、含低浓度难溶气体的混合气体,在逆流填料吸收塔内进行吸收操作,传质阻力主要存在于()中;若增大液相湍流程度,则总吸收系数KX值将()。
11、一般而言,两组分A、B的等摩尔相互扩散体现在()单元操作中;而组分A在B中的单相扩散体现在()单元操作中。
12、双膜理论是将整个相际传质过程简化为()13、水吸收氨-空气混合气中的氨,它是属于()控制的吸收过程。
14、实验室用水吸收NH3的过程基本上属于(A.气膜控制;B.液膜控制;C.双膜控制)过程;其中气相中的浓度梯度液相中的浓度梯度(均已换算为相应的液相组成;A.>;B.<;C.=);气膜阻力液膜阻力(A.>;B.<; C.=)。
化工原理下册5套试卷带答案

12021 -- 2021 学年 1 学期时间110分钟化工原理课程 40 学时 2.5 学分考试形式:闭卷专业年级:化工、制药、应化11级总分100分,占总评成绩 %一、选择填空题(共40分)1、〔5分〕①在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,假设减少吸收剂用量,那么传质推动力将_减少_,操作线将_靠近_平衡线,设备费用将_增加_。
②当温度增高时,溶质在气相中的分子扩散系数将_增加_,在液相中的分子扩散系数将_增加_。
③对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔料层增高一些,那么塔的HOG将_不变_,NOG将_增加_(增加,减少,不变)。
2、〔1分〕正常操作下的逆流吸收塔,假设因某种原因使液体量减少以至液气比小于原定的最小液气比时,以下哪些情况将发生?〔A〕出塔液体浓度增加,回收率增加〔B〕出塔气体浓度增加,但出塔液体浓度不变〔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3、〔3分〕假设维持操作中精馏塔的F、xf、q,D不变,而减少塔釜蒸发量V。
那么:xD_变小_,xw_变大_,L/V_变小_。
〔变大,变小,不变,不确定〕4、〔6分〕根据以下图所示的双塔吸收流程,在下方示意绘出与其相应的操作线〔OE为平衡线〕,并用图中所示浓度符号标明各操作线端点坐标。
(将示意图绘于答题纸再作答或将原图剪贴于答题纸上作答均可)组合1 组合2组合1 组合2组合1 组合25、〔1分〕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.〔1分〕萃取剂参加量应使原料和萃取剂的和点M位于〔〕。
Y2bY2aa bY1aX2bX1bX1aX2aY1bXYOEXYOEX1bY2bY2aa bY1aX2bX1aX2aY1bA 溶解度曲线之上方区B 溶解度曲线上C 溶解度曲线之下方区D 座标线上7.〔1分〕萃取是利用各组分间的〔 〕差异来别离液体混合物的。
化工原理(下)复习各章知识点及复习题

第1章蒸馏 内容小结复习题1 蒸馏概述蒸馏操作是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离目的。
轻组分:混合物中的易挥发组分;重组分:混合物中的难挥发组分例:蒸馏是分离的一种方法,其分离依据是混合物中各组分的,分离的条件是。
答:均相液体混合物,挥发性差异,造成气液两相系统精馏操作压力的选择减压蒸馏:降低了液体的沸点。
应用场合:分离沸点较高的热敏性混合液,混合物沸点过高的物系(避免采用高温载热体)。
加压蒸馏:提高冷凝温度避免使用冷冻剂。
应用场合:分离常压下呈气态的物系,馏出物的冷凝温度过低的物系。
举例:脱丙烷塔操作压力提高到1 765kPa时,冷凝温度约为50℃,便可使用江河水或循环水进行冷却,石油气常压呈气态,必须采用加压蒸馏。
2 双组分溶液的气液相平衡例:当混合物在t-x-y图中的气液共存区内时,气液两相温度,但气相组成液相组成,而两相的量可根据来确定。
答: 相等,大于,杠杆规则例:当气液两相组成相同时,则气相露点温度液相泡点温度。
答:大于例:双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比,若α=1表示。
物系的α值愈大,在x-y图中的平衡曲线愈对角线。
答:易挥发组分,难挥发组分,不能用普通蒸馏方法分离,远离理想溶液的含义例:理想溶液满足拉乌尔定律,也满足亨利定律;非理想稀溶液满足亨利定律,但不满足拉乌尔定律;服从亨利定律并不说明溶液的理想性,服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性例:精馏塔分离某二元物系,当操作压强降低时,系统的相对挥发度 ( ),溶液的泡点( ),塔顶蒸汽冷凝温度( )。
答:增大,减小,减小3 平衡蒸馏与简单蒸馏4 精馏例:精馏塔的作用是。
答:提供气液接触进行传热和传质的场所。
例:在连续精馏塔内,加料板以上的塔段称为,其作用是;加料板以下的塔段(包括加料板)称为_____,其作用是。
答:精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分例:离开理论板时,气液两相达到 状态,即两相 相等,____互成平衡。
化工原理下册考试题

化工原理下册考试题1.介绍化工原理科目化工原理是化学工程专业的一门核心课程,主要研究化工过程中的物质和能量平衡,以及相关的物理化学性质、流体力学、传热传质等基本原理。
下面将为大家提供一些化工原理下册的考试题,帮助大家复习和巩固所学的知识。
2.题目一:质量守恒方程某化工装置中,反应A → B + C 的转化率为50%,已知反应A的消失速率为0.1mol/(L·s),求反应的生成速率和物料分离速率。
3.题目二:能量守恒方程某加热反应器中的反应为A + B → C,反应热为-200kJ/mol。
已知反应器体积为100L,初始温度为25℃,反应进行时温度升高到90℃,求该反应器所需提供的热量。
4.题目三:传热传质某化工过程中,气态传质系统采用气体吹扫液体的方式,已知气体流量为1000L/min,液体体积流量为500L/min,气体组分为XA=0.4,XP=0.6,液体组分为YC=0.2,YP=0.8,求气体相对于液体的传质速率。
5.题目四:反应平衡某反应在300K下的标准反应焓变ΔH为-100kJ/mol,标准反应熵变ΔS为-200J/(mol·K),求在该温度下反应的平衡常数K。
6.题目五:流程图分析下图为某乙醇制造过程的流程图,请根据流程图分析各个阶段的操作和原理,并简要叙述每个阶段的功能和作用。
7.题目六:化工原理计算某化工过程中,需要制备500kg的某种化合物,在反应中,该化合物的产率为80%,已知该化合物的摩尔质量为80g/mol,求该化合物所需的物料进料量。
8.题目七:工艺参数选择某反应过程中,需要选择催化剂和反应温度以达到最佳效果,已知两种催化剂分别具有不同的反应速率常数,反应温度对反应速率也有影响,借助Arrhenius方程,分析并选择最佳的催化剂和反应温度。
9.题目八:装置图分析下图为某化工装置的装置图,根据图中提供的信息分析反应装置的功能和结构,并简要叙述每个部分的工作原理。
华南理工化工原理真题04硕士题

(A)1倍(B) 2倍(C) 20.8倍(D)不确定
5、泵送含晶体10%的悬浮液宜选用()
(A)螺杆泵(B)往复泵(C)齿轮泵(D)离心泵
6、降尘室的生产能力()
(A)与沉降面积A和沉降速度ut有关(B)与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关(C)只与沉降面积有关(D)只与沉降速度ut有关
(C)浮阀塔>泡罩塔=筛板塔
(D)阀塔>筛板塔>泡罩塔
9、对于一定干球温度的空气,当其湿度越大,湿球温度就()
(A)越低(B)越高(C)不变(D)不确定
10、调节离心泵出口阀的开度时()
(A)不会改变管路性能曲线
(B)不会改变工作点
(C)不会改变泵的性能曲线
(D)不会改变管路所需的压头
三、(17分)用管子从高度为H的高位槽放水,为增大放水量,拟提出如下两种方案:
(1)若液气比为2.5时,吸收率。
(2)若液气比为1.5时,吸收率。
10、一定湿度的空气,总压升高,露点温度;而当空气的温度升高时,露点温度。
二、选择(20)
1、流体通过孔板流量计的压强损失ΔPf与孔板流量计的压差计测得的压强差ΔP的关系是( )
A,ΔPf=ΔPB,ΔPf>ΔPC,不确定 D,ΔPf<ΔP
1)并联一根结构和直径相同的管子;2)将原管子换成一根直径为原管径两倍
的管子。试定量比较两种方案水量增大的结果(设忽略摩擦系数的变化)。
四、(15分)用高2m,宽2m,长5m的降尘室分离高温含尘气体中的尘粒,
气体的流量为6.94m3/s,密度为0.6Kg/m3,粘度为3.0 ,尘粒的密度为4500Kg/m3,此条件下所能除去的最小尘粒直径为92.1μm,若把上述降尘室用隔板等分隔成10层(板厚不计),求:
化工原理下考试题及答案
化工原理下考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化工生产中,下列哪种物质不属于催化剂?A. 铁粉B. 铂C. 硫酸D. 氢氧化钠答案:D2. 在连续搅拌釜式反应器中,下列哪种操作条件有利于提高反应速率?A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 减少催化剂用量D. 降低搅拌速度答案:A3. 化工过程中,下列哪种设备主要用于分离液体和固体?A. 离心机B. 过滤器C. 蒸发器D. 蒸馏塔答案:B4. 在化工生产中,下列哪种情况下,反应器的容积效率最高?A. 反应速率很慢B. 反应速率很快C. 反应物浓度很低D. 反应物浓度很高答案:B5. 化工原理中,下列哪种操作不属于单元操作?A. 混合B. 过滤C. 蒸馏D. 化学反应答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 在化工生产中,______是衡量流体流动阻力大小的重要参数。
答案:雷诺数2. 化工原理中,______是指在单位时间内通过单位面积的流体质量。
答案:质量传递系数3. 化工设备中,______是利用离心力实现固液分离的设备。
答案:离心机4. 在化工生产中,______是指在一定条件下,反应物完全转化为产物时所能达到的最高转化率。
答案:化学平衡5. 化工原理中,______是指流体流动时,流体内部各层之间没有相对运动的理想流动状态。
答案:层流三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述化工原理中传热的基本方式有哪些?答案:化工原理中传热的基本方式包括导热、对流和辐射。
2. 什么是化工过程中的物料平衡?请举例说明。
答案:化工过程中的物料平衡是指在没有物料损失或增加的封闭系统中,进入系统的物料量等于离开系统的物料量。
例如,在连续搅拌釜式反应器中,反应物的输入量等于产物的输出量加上反应器内物料的积累量。
3. 描述化工原理中常见的几种蒸馏方法,并简要说明其特点。
答案:常见的蒸馏方法包括简单蒸馏、分馏、真空蒸馏和分子蒸馏。
简单蒸馏适用于沸点差异较大的混合物;分馏适用于沸点相近的混合物,通过多次部分冷凝实现分离;真空蒸馏适用于高沸点物质的分离;分子蒸馏则利用分子在不同温度下的蒸发速率差异进行分离。
化工原理试题库及答案下册
化工原理试题库及答案下册一、选择题1. 在化工生产中,下列哪项不是传热的主要方式?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热交换答案:D2. 根据牛顿冷却定律,冷却速率与温差的什么成正比?A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方答案:A3. 在非理想溶液中,下列哪项不是影响相平衡的因素?A. 温度B. 压力C. 溶质浓度D. 溶剂质量答案:D二、填空题4. 根据菲克扩散定律,扩散通量与_______的梯度成正比。
答案:浓度5. 在填料塔中,气液两相接触面积的增大是通过使用_______来实现的。
答案:填料6. 化工生产中,塔设备的作用不包括_______。
答案:加热反应物三、简答题7. 简述板式塔与填料塔在工业应用中各自的优缺点。
答案:板式塔的优点包括结构紧凑、处理量大、操作弹性大等,缺点是造价高、安装复杂。
填料塔的优点是造价低、安装方便、适用于处理腐蚀性介质,缺点是压降大、操作弹性相对较小。
8. 描述精馏塔中回流比的重要性及其对塔性能的影响。
答案:回流比是精馏塔操作中的一个重要参数,它影响着塔内传质效率和塔的能耗。
适宜的回流比可以提高分离效率,减少能耗,但过高或过低的回流比都会导致塔性能下降。
四、计算题9. 某连续精馏塔处理100 kmol/h的原料,原料中A组分的摩尔分数为0.05。
塔顶产品中A组分的摩尔分数为0.95,塔底产品中A组分的摩尔分数为0.01。
若回流比为3,求塔顶产品和塔底产品的流量。
答案:根据物料平衡和简化的塔板理论,可以计算出塔顶产品流量为35 kmol/h,塔底产品流量为65 kmol/h。
10. 一个理想气体在绝热条件下膨胀,初始压强为p1 = 2 MPa,初始体积为V1 = 0.1 m³,最终体积为V2 = 0.3 m³。
假设气体的初始温度为T1 = 500 K,求最终的温度T2。
答案:根据理想气体状态方程和绝热过程方程,可以计算出最终的温度T2为333.33 K。
化工原理复习题答案下册
化工原理复习题答案下册1. 简述化工生产中常见的传热方式有哪些?答:化工生产中常见的传热方式包括导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程;对流是指热量通过流体的宏观运动传递的过程;辐射是指热量通过电磁波传递的过程。
2. 描述热传导方程并解释其物理意义。
答:热传导方程为 \( q = -kA\frac{dT}{dx} \),其中 \( q \) 表示热流密度,\( k \) 表示材料的热导率,\( A \) 表示传热面积,\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。
该方程的物理意义是,单位时间内通过单位面积的热流量与温度梯度的负值成正比,且与材料的热导率和传热面积成正比。
3. 什么是对流传热系数,它与哪些因素有关?答:对流传热系数是指在流体与固体表面之间单位面积上单位温差时的传热量,通常用 \( h \) 表示。
它与流体的物性(如密度、比热容、粘度和热导率)、流动状态(如层流或湍流)、流体与固体表面的相对速度以及表面特性等因素有关。
4. 辐射传热的基本原理是什么?答:辐射传热的基本原理是物体通过发射和吸收电磁波进行能量交换的过程。
辐射传热不需要介质,可以在真空中进行。
辐射传热的强度与物体的表面温度的四次方成正比,且与物体的辐射特性有关。
5. 描述相变传热的特点。
答:相变传热是指在物质相变过程中发生的传热现象,如蒸发、凝结、熔化和凝固。
相变传热的特点是在相变过程中,物质吸收或释放的热量与温度变化无关,这部分热量称为潜热。
相变传热通常伴随着较大的热流量,且在相变点附近传热系数较大。
6. 什么是热交换器,它有哪些类型?答:热交换器是一种用于促进热量在两种流体之间传递的设备。
常见的热交换器类型包括壳管式、板式、螺旋板式和管翅式等。
每种类型的热交换器都有其特定的应用场景和优缺点。
7. 简述热交换器设计中的主要考虑因素。
答:热交换器设计时需要考虑的主要因素包括传热面积、传热系数、流体的流动方式、压力降、材料选择、成本和维护等。
化工原理下册考试题及解答
为学生提供反馈,帮助他们了解自己的学习状况, 指导后续学习
考试形式和题型
01
闭卷考试,考试时间为2小时
02
题型包括选择题、填空题、简答题和计算题
03
试卷满分为100分,其中选择题占30%,填空题占20%,简 答题占20%,计算题占30%
考试内容和难度
01 考试内容涵盖化工原理下册各章节的重点和难点 知识
典型例题分析与解答
• 例题1:某二元混合物由A、B两组分组成,其沸点分别为80℃和120℃。若采 用简单蒸馏方法进行分离,试分析馏出液和釜残液的主要成分。
• 解答:简单蒸馏过程中,随着加热的进行,混合物中沸点较低的A组分首先被 蒸出,因此馏出液中A组分的含量较高;而沸点较高的B组分则留在釜内,因 此釜残液中B组分的含量较高。
值代入公式计算即可。
03 蒸馏与吸收
蒸馏基本原理及操作
01
蒸馏定义
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的差异,通过加热使部分组分汽
化,再将蒸汽冷凝为液体的过程。
02
蒸馏分类
简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏等。
03
蒸馏操作要点
选择合适的加热方式,控制加热速度,防止暴沸;选择合适的冷凝器及
冷却方式,确保蒸汽充分冷凝;及时排放不凝性气体,减少其对蒸馏过
认真审题
在答题前,认真审题是非常 重要的。一定要确保自己完 全理解了题目的意思和要求 ,避免因为误解题目而失分 。如果有不确定的地方,可 以先标记出来,等完成所有 题目后再回来仔细思考。
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吸收基本原理及操作
吸收定义
吸收是利用混合物中各组分在吸 收剂中的溶解度差异,通过吸收 剂的选择性吸收实现混合物分离 的过程。
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华南理工大学化工原理下册复习试题四
(吸收、干燥、蒸馏、塔式气液传质设备)
一、概念题(共45分)
1、( 2分) 对于难溶气体,吸收时属于液膜(液相阻力)控制的吸收,强化吸收的手段是增加液体流率。
2、(2分)某气体用水吸收时,在一定浓度范围内,其气液平衡线和操作线均为直线,其平衡线的斜率可用相平衡(m)常数表示,而操作线的斜率可用L/G 表示。
3、(2分)在气体流量,气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将减小,操作线将靠近平衡线。
4、( 3分) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增加时,亨利系
数E 不变,相平衡常数m 减少,溶解度系数H 不变(增加、减少、不变)。
5、( 2分) 操作中,若提馏段上升蒸汽量V增加,而回流量和进料状态(F,x F,q)仍保持不变,则R_减少____,/
L V_减少___。
(增加、减少、不变)。
6、( 3分)精馏塔设计中,回流比越_大___所需理论板数越少,操作能耗___大__ 。
但随着回流比的逐渐增大,操作费和设备费的总和将呈现_先减小后增大______变化过程。
7、(2分)混合液两组分的相对挥发度愈小,则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_B__。
A容易;B困难;C完全;D不完全
8、(2分)操作中的精馏塔,保持F,x F,q,D不变,若采用的回流比R< Rmin,则x D_B___,x Ww__A__。
A变大, B变小, C不变, D不一定
9、( 2分)板式塔对传质过程最有利的理想流动条件是在总体上使两相呈逆流流动,在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。
10、( 2分)负系统喷射状态操作有利,正系统泡沫状态操作有利。
11、( 4分) 板式塔内主要的非理想流动有液沫夹带、气泡夹带、
气体沿塔板的不均匀流动、液体沿塔板的不均匀流动。
12、(2分)等板高度HETP是分离效果相当于一块理论板的填料层高度。
13、( 2分) 溶液结晶可通过降温、浓缩两种方法造成过饱和度。
14、(3分) 表示膜的分离透过特性的参数有截留率、透过速率(通量)、截留物的分子量等几种。
15、( 4分) 写出四种常用的吸附剂名称活性炭、沸石、硅胶(硅藻土)、活性氧化铝(吸附树脂)。
(任四种即可)
16、( 2分)若维持不饱和空气的湿度H不变,提高空气的干球温度,则空气的湿球温度变大,相对湿度变小。
(变大,变小,不变,不确定)
17、( 2分)已知在t=50℃、P=1atm时,空气中水蒸汽分压Pv =55.3mmHg,则该空气的湿含量H=0.0488kg水汽/kg干气;相对湿度Φ=59.78% 。
(50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg)
18、( 2分)对于一定干球温度的空气,当其湿球温度愈低时,其相对湿度:( D )。
A. 愈高 B. 愈低 C. 不变 D. 不一定,尚与其它因素有关。
19、( 2分)湿空气通过换热器预热时,该过程的经历为(D )
A. 等焓过程
B. 等相对湿度过程
C. 等容过程
D. 等湿度过程
二、(20分)在填料吸收塔内,用清水逆流吸收混合气体中的SO2,气体流量为200.9kmol/h,其中含SO2的摩尔分率为0.1,要求SO2的吸收率为95%,水的用量是最小用量的1.5倍。
在操作条件下,系统平衡关系为y=2.7x,试求:
(1)水用量;
(2)吸收液出塔浓度;
(3)当气相总体积传质系数为0.2kmol/(m3·s),塔截面积为0.5m2时,所需填料层高度。
解:⑴(2分)y2= y1×(1-η)=0.1×(1-0.95)=0.005
(3分)12min
12
(0.10.005)
200.9515.3/0.102.7
y y L G kmol h x x *
--''==⨯=-- (2分)实际用水量 m i n 1.5 1.
5515.3773/
L L k m o l h ''==⨯= (2)(3分)1212200.9
()0(0.10.005)0.0247773
G x x y y L '=+-=+-⨯=' (3)平均推动力法
1112221212(10.1 2.70.02470.0333 0.00500.005 0.03330.005
0.0149
ln(/)ln(0.0333/0.005)
m y y mx y y mx y y y y y ∆=-=-⨯=∆=-=-=∆-∆-∴∆=
==∆∆分),(1分),(2分)
1200.10.005
2 6.380.0149
200.936000.520.5580.2
0.558 6.38 3.56OG m OG
y OG OG y y N y G A H m K a h H N m
--∴===∆'
==
==⋅=⨯= (分) (分)(2分)
吸收因数法
12220 2.7200.920.702
77314ln[(1)]
111ln[(10.702)0.702] 6.3710.70210.95
200.936000.520.5580.2 0.558 6.37 3.56OG OG y OG OG mG L y mx N y mx G A H m K a h H N m
'⨯==='-∴=-+--=-⨯+=--'
==
==⋅=⨯=1(分)
A 11
(分)1A A A
(分)(2分)
三、(20分)有苯和甲苯混合物,含苯0.4(摩尔分数,下同),流量1000kmol/h ,
在一常压精馏塔内进行分离,要求塔顶馏出液中含苯0.9,苯的回收率不低于90%,
泡点进料,泡点回流,取回流比为最小回流比的1.5倍,已知相对挥发度α=2.5.试求:
(1)塔顶产品量D ;塔底残液量W 及组成x W ; (2)回流比R 及精馏段操作线方程;
(3)第二块理论板(从上往下数)上升蒸气的组成。
解:(1)(2分) =90%
⨯0.9D
10000.4D=400kmol/h,W=600kmol/h
(2分)
10000.44000.960010000.44000.9
0.0667
600
W
W x x ⨯=⨯+⨯-⨯=
= (2) (2分)
1
11
F
q x q
y x q q ==
--- (1分)0.4F q x =线方程:
(2分)平衡线方程: 2.5
1(1)2.51 1.5x
y x
x y x
ααα==
+-=
+
(2分)联立求得:0.4,0.625e e x y ==
(2分)
min min 0.90.625
1.2220.6250.41.5 1.8333
D e e e x y R y x R R --=
==--==
(2分)精馏段操作线:0.6470.31711
D x R
y x x R R =+=+++ (3)(1分)10.9D y x ==
(2分)由平衡线方程可得:
111 2.50.91 1.50.7826
x x x =
+=
(2分)由精馏段操作线:210.6470.3170.8234y x =+=
四、(15分)将含水量为0.22kg 水/kg 干料的某湿物料,均匀地平铺在正方形平盘中,一定状态的空气以某一流速在物料表面掠过。
在该条件下,物料的平衡含水量为0.0101kg 水/kg 干料,临界含水量为0.064kg 水/kg 干料,干燥进行4h 时物料的含水量为0.087kg 水/kg 干料。
假定降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量呈线性关系,试求:将物料干燥至含水量为0.0204kg 水/kg 干料时所需的总干燥时间。
解: (1分)∵ X 3=0.087>X C =0.064
(2分)由 13
C A
G X X A N τ-⋅
1=
(2分)得
13430.10.2200.087
C A G AN X X τ===--1
∴ 干燥过程分恒速阶段和降速阶段两部分
(4分)∴130.1(0.2200.064)C C
A
G X X A N τ-⋅=⨯-=恒= 4.70h (4分)
2()0.0640.0101
ln 30.1(0.0640.0101)ln 2.680.02040.0101
C C C G X X X X h A N X X τ***
---=⋅=⨯-⨯=--降恒(2分)h τττ=恒降+==7.38
一、密封
线内不准答题。
二、姓名、学号、班级不许涂改,否则试卷无效。
三、考生在答题前应先将姓名、学号和班级填写在在指定的方框内。
四、试卷印刷不清楚,可举手向监考教师询问。
所在班级
注意。