化工原理考試題

化工原理考試題化工原理考試題化工原理考試題資料僅供參考文件編號：2022年4月化工原理考試題版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：化工原理考試題（精餾）一.填空題（20分）1.精餾操作的依據(jù)是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。實現(xiàn)精餾操作的必要條件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2.(2分)已分析測得這四股物料的組成為，，，，試找出YX，Y，X的對應值，Y＝____，X＝____，Y＝____，X＝_____,3.某二元物系的相對揮發(fā)度α＝3，在具有理論板的精餾塔內(nèi)于全回流條件下作精餾塔操作，已知x＝，則y＝＿＿＿（由塔頂往下數(shù)）4.(8分)某泡點進料的連續(xù)精餾塔,已知其精餾段操作線方程為y=+,提餾段操作線方程為y=則回流比R=____,餾出液組成x________,原料組成x=__________.釜液組成x=_________.5.如圖所示，ａ點表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ點表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ點表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。二.選擇題（5分）1.某精餾塔精餾段理論板數(shù)為N層，提餾段理論板數(shù)為N層，現(xiàn)因設(shè)備改造，使提餾段的理論板數(shù)增加，精餾段的理論板數(shù)不變，且F、x、q、R，V等均不變，則此時:（）A.x減小，x增加；B.x減小，x不變；C.x減小，x減?。籇.x減小，x的變化視具體情況而定。三..問答題1.(10分)精餾塔在一定條件下操作時，問將加料口向上移動兩層塔板，此時塔頂和塔底產(chǎn)品組成將有何變化為什么四.計算題（65分）1.分離苯和甲苯混合液，進料組成為，餾出液組成為，殘液組成為（以上組成均為苯的摩爾分率）。苯對甲苯的平均相對揮發(fā)度為。泡點進料，塔頂冷凝器為全凝器，塔釜為間接蒸汽加熱。試求：(1)最小回流比；(2)若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精餾段操作線方程(3)列出提餾段操作線方程。2.苯和甲苯混合液含苯(摩爾分率，下同)，流量為，于常壓下進行連續(xù)精餾，要求塔頂x=，塔底x=,D=，原料于泡點下進入，R為，已知操作條件下相對揮發(fā)度α＝是常數(shù)。求：(1)精餾段操作線方程；(2)提餾段操作線方程。3.如圖，在由一塊理論板和塔釜組成的精餾塔中，每小時向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量為50％（摩爾％，下同），泡點進料，要求塔頂餾出液中苯含量80％，塔頂采用全凝器，回流液為飽和液體，回流比為3，相對揮發(fā)度為，求每小時獲得的頂餾出液量D，釜排出液量W及濃度x。4.某一精餾塔，塔頂為全凝器，塔釜用間接蒸汽加熱。用以處理含易揮發(fā)組成x=(mol組成)的飽和蒸汽。塔頂產(chǎn)量D和塔底排量W相等。精餾段操作線方程為y=5x/6+試求：(1)回流比R，塔頂組成x，塔釜組成x。(2)提餾段操作線方程。5.由一層理論板與塔釜組成的連續(xù)精餾塔，每小時向塔釜加入含甲醇40％(摩爾分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔頂餾出液組成x=，塔頂采用全凝器，回流比R＝3，在操作條件下的平衡關(guān)系為y＝＋，求：(1)塔釜組成x；(2)每小時能獲得的餾出液量D。一.填空題1.混合液中各組分的揮發(fā)度差異。塔頂液相回流塔底上升氣流2.y6＝x6＝y(tǒng)7＝x7＝3.y＝αx/（1＋（α－1）x）＝3×(1+2×＝x＝y(tǒng)＝y(tǒng)＝3×（1＋2×）＝4.5.ａ）y，xｂ）y，xｃ）y，xｄ）x,xｅ）y,y二.選擇題A.三..問答題當加料板從適宜位置向上移兩層板時，精餾段理論板層數(shù)減少，在其它條件不變時，分離能力下降，xD↓，易揮發(fā)組分收率降低，xW↑。四.計算題1.⑴y＝×（1＋×）＝R＝（x－y）/（y－x）＝（－）/（－）＝⑵R＝×＝y(tǒng)＝（）x＋＝＋⑶．令F=Fx=Dx+Wx=+(1-D)×解得D=W=∵q=1L'=L+qF=RD+F=×+1=V'=V=(R+1)D=×=∴y'=L'x'/V'-Wx/V'='/'y＝－2.⑴q=1,yq=×(1+×=,Rmin=R=×=,y=/+1)++1)=+⑵V'=V=(R+1)D,L'=L+qF=RD+F,y'=L'x'/V'-Wxw/V'=(RD+F)x'/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D='3.(12分)題號:6256第6章知識點:210難度:中等*****答案*****y1=xD==(1+x1=yw=x1×R/(R+1)+xD/(R+1)=3×(3+1)+4==(1+xW=100=D+W,100×=+D=),W=)*****答案*****(1)D=F(x-x)/(x-x)即=)/(x-x)R/(R+1)=5/6∴R=5x/(R+1)=x/(5+1)=x=x=(2)提餾段操作線:y'=(L′/V′)x-Wx/V′∵飽和蒸汽進料∴q=0,L′=L,V′=V-F又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D∴y'=[L/(V-F)]x'-W×(V-F)={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×[(R+1)D-2D]=[5/(6-2)]x'(6-2)='5.⑴y1=xD=,=+,x1=,yw=3×(3+1)+(3+1)=,=×xw+,xw=,⑵D=100W==).化工原理練習題（干燥）一.填空題1.干燥這一單元操作，既屬于傳熱過程，又屬______________。2.相對濕度φ值可以反映濕空氣吸收水汽能力的大小，當φ值大時，表示該濕空氣的吸收水汽的能力_________;當φ=0時。表示該空氣為___________。3.干燥速率曲線是在恒定干燥條件下測定的，其恒定干燥條件是指：_________________均恒定。4.在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分為__________；首先除去的水分為____________；不能用干燥方法除的水分為__________。5.已知某物料含水量X=水.kg絕干料，從該物料干燥速率曲線可知：臨界含水量X=水.kg絕干料，平衡含水量X*=水.kg絕干料，則物料的非結(jié)合水分為__________，結(jié)合水分為__________，自由水分為___________，可除去的結(jié)合水分為________。6.對于不飽和空氣，表示該空氣的三個溫度，即：干球溫度t，濕球溫度t和露點t間的關(guān)系是______________。7.等速干燥階段物料表面的溫度等于__________________。8.濕空氣通過預熱器預熱后，其濕度___________，熱焓______________，相對濕度__________。(增加、減少、不變)9.對不飽和空氣通過間壁換熱器進行加熱，使溫度由ｔ升至ｔ，此時其濕球溫度＿＿＿＿，相對濕度＿＿＿＿＿，露點＿＿＿＿＿，濕度＿＿＿＿。10.對于為水蒸汽所飽和的空氣,則其干球溫度ｔ,濕球溫度ｔ，絕熱飽和溫度ｔ,露點溫度ｔ的關(guān)系是ｔ＿＿ｔ＿ｔ＿＿ｔ。二、問答題1.如何強化干燥過程？2.欲在298K時用相對濕度為60％的空氣干燥木材，使其中水分降到％（濕基），你認為是否可能為什么已知在此條件下木材的平衡水分為12％（干基）。3.某恒定干燥過程，（如圖所示：預熱器K1，干燥器K2，冷卻冷凝器K3），已知預熱器出口空氣的干球溫度為t,濕球溫度為t此狀態(tài)空氣在干燥器經(jīng)歷一個絕熱增濕過程，出干燥器空氣溫度為ｔ，經(jīng)冷卻冷凝器冷卻冷凝，析出一部分水份之后，再經(jīng)預熱器預熱至ｔ，且其濕球溫度仍為ｔ，如此反復循環(huán)。試在濕空氣的H－Ｉ圖（或ｔ－H）圖上用線段和箭頭繪出空氣在上述干燥過程狀態(tài)變化的示意圖。并說明空氣在各設(shè)備中所經(jīng)歷的過程。三.計算題1.某干燥器的生產(chǎn)能力為(產(chǎn)品），物料從含水量2%干燥至含水量%（均為濕基）。已知生產(chǎn)車間的氣溫為22℃，相對濕度為60%；空氣離開干燥器時的溫度為45℃，濕球溫度為32℃。干燥為等焓過程。試求：(1)水分蒸發(fā)量；(2)離開干燥器時空氣的體積流量為多少m.h

(3)空氣進入干燥器的溫度；(4)熱效率為多少？2.某氣流干燥器的生產(chǎn)能力為180kg產(chǎn)品.h,現(xiàn)要求將物料從含水量2%干燥至含水量%，（均為濕基）。已知生產(chǎn)車間的氣溫為25℃，空氣的濕含量為水汽.kg干空氣?？諝饨?jīng)預熱器預熱至94℃進入干燥器，若空氣離開干燥器時的濕球溫度為32℃，露點為25℃。問：(1)水分蒸發(fā)量為多少(2)干空氣消耗量為多少(3)干燥器的熱效率為多少(4)空氣離開干燥器的溫度

(5)干燥過程是否等焓（說明原因）3.在常壓連續(xù)干燥器中，將處理量為的濕物料，自含水量為47％干燥倒5％（均為濕基），采用廢氣循環(huán)操作，新鮮空氣與廢氣混合后經(jīng)預熱器k1加熱，再送入干燥器K2，循環(huán)比（廢氣中絕干空氣質(zhì)量與混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比）為，新鮮空氣的濕度H為絕干氣，溫度為22℃，廢氣的濕度H為絕干氣，溫度為52℃，假設(shè)干燥過程為絕熱過程，預熱器損失可忽略不計。試計算干燥過程的耗熱量。并在H－Ｉ圖上定性繪制出濕空氣的狀態(tài)變化過程。已知：絕干空氣比熱為水蒸汽比熱為0℃時水蒸汽潛熱為。一.填空題1.傳質(zhì)過程2.?。唤^干空氣3.干燥介質(zhì)（熱空氣）的溫度、濕度、速度以及與物料接觸的方式。4.自由水分；非結(jié)合水分；平衡水分5.、、、（單位皆為：kg水.kg絕干料）6.t＞t＞t＞7.干燥介質(zhì)一熱空氣的濕球溫度8.不變、增加、減少9.上升，下降，不變，不變10.＝，＝，＝，＝。二.問答題1.強化干燥過程要依據(jù)干燥的不同階段而采取不同的措施。在等速干燥階段：要使干燥速率提高，其措施：增大熱空氣的溫度、降低其濕度；增大熱空氣的流速；改變其接觸方式（如垂直流過物料層效果比平行好，若將物料充分分散于氣流中更好）在降速干燥階段：主要改變物料的尺寸（變小）、厚度（減?。┗?qū)⑽锪铣浞址稚⒂跉饬髦性龃笃錃?、固兩相的接觸面積或加強攪拌等措施來提高干燥速率。2.要求含水量降低到：X＝==13%＞12%(干衡水份)∵X＞X*∴是可能的3.由ｔw1及ｔ1確定A點（由溫度為ｔw1的等溫線與φ＝100％線相交，再沿等Ｉ線向上與等溫線ｔ1相交得A點）。AB為空氣在干燥器經(jīng)歷絕熱增濕過程，也是等焓干燥過程BC為空氣在冷卻冷凝器經(jīng)歷等H冷卻過程。CD為空氣在冷卻冷凝器經(jīng)歷析出部分水份過程（φ＝100％線）。DA為空氣在預熱器中經(jīng)歷等H升溫過程。三.計算題1.1）水份蒸發(fā)量W：W=G(W-W)/(1-W)=1000×=水.h2)離開干燥器的空氣體積流量V：V==/(H-H)依t=22℃,φ=60%查出H=H=水汽.kg干空氣t=45℃,t=32℃,查出H=水汽.kg干空氣,v=.kg干空氣∴V=×3)空氣進入干燥器的溫度t:∵I=I故可查出t=357K=84℃4)熱效率h=[(t-t)/(t-t)]×100%=[(84-45)/(84-22)]×100%=%2.已知：圖示。1）水分蒸發(fā)量W：W=G（W-W）/（1-W）=180（）/（）=水.h2)干空氣消耗量L:∵L=W/（H-H）依t=32℃,t=25℃查T-H圖得H=而H=∴L=干空氣.h3)空氣離開干燥的溫度t：由t=32℃,t=25℃在T-H圖上找到C點，再由C點找到t==℃4)干燥器的熱效率η:∵η=(Q/Q)×100%=[(t-t)/(t-t)]×100%代入得：η=[/(94-25)]×100%=%5)是否等焓干燥：依t=94℃,H=H=水汽.kg干空氣，查出I=干空氣依t=32℃，t=25℃查出I=干空氣∵I≠I,故干燥不是等焓過程。3.干燥過程為絕熱過程，因此，整個干燥過程的耗熱量也就是預熱器的給熱量（近似為等焓過程考慮）Q＝L（Ｉ1－Ｉ1'）1．計算L對整個系統(tǒng)進行物料衡算：L0（H2－H0）＝Ｗ＝GC（Ｘ1－Ｘ2）Ｘ1=47%/(1-47%)=;Ｘ2=5%/(1-5%)=;GC=×(1-47%)=H2－H0＝代入上式便得L0=(kg絕干氣.s)根據(jù)循環(huán)比為可知L＝5L0=(kg絕干氣.s)2．計算QＩ2=+)ｔ2+H2ｒ0t=+××52+×2490=(kg絕干氣)Ｉ0=+)ｔ0+H0ｒ0t=+××22+×2490(kg絕干氣)Q＝×化工原理練習題（吸收）一.填空題1.(4分)用相平衡常數(shù)m表達的亨利定律表達式為_______.在常壓下,20℃時,氨在空氣中的分壓為114mmHg,與之平衡的氨水濃度為15(kgNH/100kgHO).此時m=______.2.(2分)當平衡線為直線時，總傳質(zhì)系數(shù)與分傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系可以表示為1/K=1/k+H/k其中1/k表示＿＿＿＿＿，當＿＿＿＿＿＿＿項可忽略時，表示該吸收過程為液膜控制。3.(4分)含SO為10％（體積）的氣體混合物與濃度C為的SO水溶液在一個大氣壓下相接觸。操作條件下兩相的平衡關(guān)系為p＝（大氣壓），則SO將從＿＿＿相向＿＿＿相轉(zhuǎn)移，以氣相組成表示的傳質(zhì)總推動力為＿＿＿＿大氣壓.4.(4分)在常壓下，測定水中溶質(zhì)A的摩爾濃度為，此時氣相中A的平衡摩爾分率為，則此物系的相平衡常數(shù)m=＿＿＿＿＿。當其他條件不變，而總壓增加一倍時，相平衡常數(shù)m=＿＿＿＿＿，若測得總壓值為2atm，則此時的亨利系數(shù)E=＿＿＿＿＿atm,而溶解度系數(shù)H≈＿＿＿＿＿.atm。5.(4分)1.實驗室用水逆流吸收空氣中的CO，當水量和空氣量一定時，增加CO量，則入塔氣體濃度________，出塔氣體濃度______,出塔液體濃度________.2.吸收總推動力用氣相濃度差表示時，應等于__________________和______________________________之差。6.(5分)含溶質(zhì)A摩爾分率為x=的溶液與壓力為2atm,y=的氣體等溫接觸（此條件下的平衡關(guān)系為：p=），則此時將發(fā)生＿＿＿＿＿過程。用氣相組成和液相組成表示的總傳質(zhì)推動力分別為△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩爾分率）。如系統(tǒng)溫度略有增高，則△y將＿＿＿＿＿。如系統(tǒng)總壓略有增高，則△x將＿＿＿＿＿。7.(5分)含溶質(zhì)A摩爾分率為x=的溶液與壓力為2atm,y=的氣體等溫接觸（此條件下的平衡關(guān)系為：p=），則此時將發(fā)生＿＿＿＿＿過程。用氣相組成和液相組成表示的總傳質(zhì)推動力分別為△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩爾分率）。如系統(tǒng)溫度略有增高，則△y將＿＿＿＿＿。如系統(tǒng)總壓略有增高，則△x將＿＿＿＿＿。二.問答題1.(10分)雙膜論的主要論點有哪些？并指出它的優(yōu)點和不足之處。2.(6分)提高吸收速率應采取哪些措施三.計算題1.(12分)在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質(zhì)A，進塔氣體中溶質(zhì)A的含量為8%（體積％），吸收率為98%，操作條件下的平衡關(guān)系為y=，取吸收劑用量為最小用量的倍，試求：(1)水溶液的出塔濃度；(2)若氣相總傳質(zhì)單元高度為，現(xiàn)有一填料層高為6m的塔問該塔是否合用注：計算中可用摩爾分率代替摩爾比，用混合氣體量代替惰性氣體量，用溶液量代替溶劑量。2.(12分)用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液（服從亨利定律），操作壓力為850[mmHg]，相平衡常數(shù)m=，已知其氣膜吸收分系數(shù)k=[.h.atm]，液膜吸收分系數(shù)k＝[]，試分析該氣體被水吸收時,是屬于氣膜控制過程還是液膜控制過程3.(14分)在直徑為的填料塔中，用的清水吸收空氣和SO混合氣中的SO，混合氣量為1000m（標準）.h，混合氣含SO％（體積）,要求回收率％操作條件為20℃、1atm,平衡關(guān)系為y=,總體積傳質(zhì)系數(shù)K=，求液體出口濃度和填料層高度.一.填空題1.y=mx2.液膜阻力氣膜阻力H/k3.ｐ＝ｐ＝×＝從氣相向液相轉(zhuǎn)移Δｐ＝4.；；atm；14.atm5.1.增加；增加；增加2.氣相主體摩爾濃度；同液相主體濃度相平衡的氣相濃度6.因為p=Ex；y=（E/p）x；所以m=2=y=×=；y-y=x==；x-x=若p↑，m↓，x↑，Δx↑，故：吸收；，，減少,增加7因為p=Ex；y=（E/p）x；所以m=2=y=×=；y-y=x==；x-x=若p↑，m↓，x↑，Δx↑，故：吸收；，，減少,增加二、問答題1.論點：1）相互接觸的氣液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，相界面兩側(cè)分別各有一穩(wěn)定的氣膜和液膜，吸收質(zhì)以分子擴散的方式通過此兩膜；2）在兩膜層以外的氣液兩相主體中，由于流體的充分湍動，吸收質(zhì)的濃度基本上是均勻的、全部濃度變化集中在兩膜層中，即阻力集中在兩膜層內(nèi)：3）在相界面處，氣液兩相達平衡，即界面上沒有阻力。實驗證明，在氣速較低時，用雙膜理論解釋吸收過程是符合實際情況的，即提高速度，可增大吸收速率已為實踐所證實。根據(jù)