化工原理(下冊)期末試題樣卷及答案

1、一、填空選擇題（25分，每空1分）1、對一定操作條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則該塔的HOG將_，NOG將_ 。2、在吸收塔的設(shè)計(jì)中，當(dāng)氣體流量、氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減小吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力將_，設(shè)備費(fèi)用將_。3、某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分。液相組成xA=0.4，相應(yīng)的泡點(diǎn)為t1；汽相組成，相應(yīng)的露點(diǎn)為t2。則t1與t2大小關(guān)系為_。4、簡單蒸餾過程中，釜內(nèi)易揮發(fā)組分濃度逐漸_，其沸點(diǎn)則逐漸_。5、已知塔頂?shù)谝粔K理論板上升的汽相組成為y1=0.63（摩爾分率，下同），將其全部冷凝為泡點(diǎn)液體，該液體在貯罐內(nèi)靜止分層，上層xD=0.9作為產(chǎn)品，下層x0=0.5

2、于泡點(diǎn)下回流，則回流比R=_。6、設(shè)計(jì)精餾塔時(shí)，已知原料為F,xF,分離要求為xD和xW,加料熱狀態(tài)q已選定,今若選擇較大的回流比R,則NT_, L/V_(增加,不變,減少) 7、萃取操作依據(jù)是_ _。選擇萃取劑的主要原則_、_和 _ 。8、有一實(shí)驗(yàn)室裝置將含A 10%的A、B混合物料液50公斤和含A 80%的A、B混合物料液20公斤混合后，用溶劑S進(jìn)行單級萃取，所得萃余相和萃取相脫溶劑后又能得到原來的10% A和80% A的溶液。問此工作狀態(tài)下的選擇性系數(shù)_9、在101.3kPa下，不飽和濕空氣的溫度為295K、相對濕度為69%，當(dāng)加熱到303K時(shí)，該空氣下列參數(shù)將如何變化？ 相對濕度_，濕

3、球溫度_，露點(diǎn)_。10、已知濕空氣總壓為100kPa, 溫度為40, 相對濕度為50%, 已查出40時(shí)水的飽和蒸氣壓Ps為7.375 kPa, 則此濕空氣的濕度H是_kg水/kg絕干氣,其焓是_kJ/kg絕干氣。11、對某低濃度氣體吸收過程，已知相平衡常數(shù)m = 2，氣、液兩相的體積傳質(zhì)系數(shù)分別為kya = 2´10-4kmol/(m3×s)，kxa = 0.4kmol/(m3×s)。則該吸收過程為_阻力控制。 （A）氣膜 （B）液膜 （C）氣、液雙膜 （D）無法確定12、某精餾塔的設(shè)計(jì)任務(wù)為：原料為F、xf，塔頂為xD，塔底為xW，若塔釜上升蒸汽量不變，加料熱狀

4、態(tài)由原來的飽和蒸汽改為飽和液體，則所需理論板NT_ _。 （A）增加 （B）減少 （C）不變 （D）不確定13、在精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)F、xF、R、D和W一定，并保持實(shí)際操作氣速不變，而q值減小，則_ _。（A）精餾段塔徑不變，提餾段塔徑減小 （B）精餾段塔徑增大，提餾段塔徑不變（C）精餾段塔徑減小，提餾段塔徑增大 （D）精餾段塔徑減小，提餾段塔徑減小14、在B-S部分互溶體系的單級萃取過程中，若加入的純?nèi)軇┝吭黾佣渌僮鳁l件不變，則萃取液濃度_ _。 (A)增大 (B)下降 (C)不變 (D)變化趨勢不確定15、溫度為t0，濕度為H0，相對濕度為j0的濕空氣，經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，空

5、氣的溫度為t1，濕度為H1，相對濕度為j1，則_ _ _ (A) H0>H1； （B）j0>j1； （C）H0<H1； （D）j0<j1 。二、問答題（5分，每小題5分）1、操作中的吸收塔，若吸收劑入塔濃度x2降低，其他操作條件不變，試定性分析氣體出塔濃度y2、液體出塔濃度x1的變化趨勢。(可畫圖說明：NOG不變條件下，x1只能變小)2、精餾塔在一定條件下操作，若回流液由飽和液體改為冷液時(shí)，其塔頂產(chǎn)品組成有何變化？為什么？3、提高干燥時(shí)氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時(shí); xC值將會變大還是變小? 試從干燥機(jī)理加以分析。三、萃取計(jì)算題（10分） 用純?nèi)軇㏒進(jìn)行單級萃取

6、，xF =0.15（質(zhì)量分率，下同），萃取相中A的濃度與萃余相中A的濃度相同，采用溶劑比S/F為1。試求：（1）選擇性系數(shù)b；（2）當(dāng)溶劑用量為最少時(shí)的萃取液濃度。（設(shè)所涉及范圍內(nèi)分配系數(shù)kA均相同）四、干燥計(jì)算題（15分）在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數(shù)據(jù)如下：空氣進(jìn)入預(yù)熱器的溫度為15濕含量為0.0073Kg水Kg絕干氣，焓為35KJKg絕干空氣；空氣進(jìn)干燥器溫度為90，焓為109KJ/Kg絕干氣；空氣出干燥器溫度為；濕含量為0.023Kg水/Kg絕干氣；進(jìn)干燥器物料含水量為0.15Kg水/Kg絕干料；出干燥器物料含水量為0.01Kg水Kg絕干料；干燥器生產(chǎn)能力為237Kg/h（

7、按干燥產(chǎn)品計(jì)）。試求： （1）絕干空氣的消耗量（Kg絕干氣/h）； （2）進(jìn)預(yù)熱器前風(fēng)機(jī)的流量（3/s）； （3）預(yù)熱器加入熱量（KW）（預(yù)熱器熱損失可忽略）。附：濕空氣比體積計(jì)算公式：vH=（2.83×10-3+4.56×10-3H）×(t+273)五、吸收計(jì)算題（15分）在填料塔中，用純吸收劑逆流吸收某氣體混合物中的可溶組分A，已知?dú)怏w混合物中溶質(zhì)A的初始組成為0.05，通過吸收，氣體出口組成為0.02，溶液出口組成為0.098（均為摩爾分率），操作條件下的氣液平衡關(guān)系為y = 0.5x，并已知此吸收過程為氣膜控制，試求：(1) 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG；(2)

8、當(dāng)液體流量增加一倍時(shí)，在氣量和氣液進(jìn)口組成不變的情況下，溶質(zhì)A被吸收的量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮苛?、精餾計(jì)算題（20分）含苯0.5（摩爾分率，下同）、流量為1000kmol/h的苯¾甲苯混合液在一常壓連續(xù)操作的精餾塔內(nèi)進(jìn)行分離。按工藝要求塔頂餾出液中苯含量不低于0.9，苯的回收為90%，泡點(diǎn)進(jìn)料和泡點(diǎn)回流，且R=1.5Rmin，a=2.5。試求：（1） 塔頂、塔底產(chǎn)品量D、W（kmol/h）及塔底產(chǎn)品濃度xW；（2） 寫出此操作條件下的精餾段操作線方程；（3） 寫出此操作條件下的提餾段操作線方程；（4） 若在塔操作中將上述進(jìn)料濃度改為0.4，而維持F、q、R、D不變，能否達(dá)到分離要求？ 化

9、工原理（下冊）B卷試題評分標(biāo)準(zhǔn)及參考答案一、 填空選擇題（25分，每空1分）1、不變，增大 2、減小、增加 3、 4、降低，升高 5、2.08 6、減少，增大 7、溶液中各組分在溶劑中溶解度有差異、較強(qiáng)溶解能力、較高選擇性、易于回收 8、 36 9、降低，升高，不變 10、0.0238、 101.69/100.69 11、A 12、AA 13、A 14、D 15、B二、問答題（5分，每小題5分）1、L、G不變，HOG不變、NOG不變；又m不變，故 1/A 不變。由吸收因數(shù)法可知 不變，由此可知y2¯。 至于x1的變化，則可用排除法判斷：假設(shè)x1不變或變大，可見均與NOG不變相矛盾。因

10、此，x1必變小。2、從泡點(diǎn)回流改為冷液回流時(shí)，xD 。其原因是：冷液回流至塔頂時(shí)，冷凝一部分蒸氣，放出的潛熱把冷液加熱至塔頂?shù)谝话宓娘柡蜏囟取＠淠糠种泻y揮發(fā)組分較大，使氣相易揮發(fā)組分增濃。同時(shí)，在塔頂回流比保持不變的條件下，增加了塔內(nèi)的內(nèi)回流，使得精餾段實(shí)際回流比增大，操作線向平衡線靠近，所需NT減少，這也有利于分離。3、xC 因?yàn)樘岣吒稍飼r(shí)氣流速度可導(dǎo)致等速階段U0增加,隨著U0,內(nèi)部水分?jǐn)U散不及的現(xiàn)象就可能提前來臨,即x0。也就是:臨界含水量x0隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。三、萃取計(jì)算題（10分/7、3，結(jié)果允許有誤差）（1）作圖法求解：連接xF、S兩點(diǎn)，因?yàn)镾/F=1，所以FS

11、中點(diǎn)即為合點(diǎn)M。又，故過M作水平線RE即為連結(jié)線，連接SE、SR，并延長至，由圖上可讀出=0. 54，=0. 1 （2）設(shè)FS線與平衡線左交點(diǎn)為M¢，過M¢作水平線M¢E¢，則M¢E¢即為S用量最少時(shí)的連結(jié)線。連結(jié)SE¢并延長至AB邊上，得=0. 6(虛線位置)四、干燥計(jì)算題（15分，每小題5分）求絕干空氣量V（考察X與w之間的關(guān)系） C 2 (1-2 )=2 (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg絕干料/h C （X1 -X2 ）234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/h V=W/(H2-H1)=

12、32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg絕干氣/h求風(fēng)機(jī)流量L vH=（2.83×10-3+4.56×10-3Ho）×(to+273) =（2.83×10-3+4.56×10-3×0.0073）×(15+273) =0.825m3濕空氣/Kg絕干氣 LV×H =0.825×2096=1729.2m3/h=0.480 m3/S求預(yù)熱器加入熱量PP = V（1 0 ）2096(109-35) =155104KJ/h=43.08KW五、吸收計(jì)算題（15分/9、6）(1) 屬低濃氣體吸收 ,x2=0 (2)