化工原理試卷2010A下答案

命題人：董立春組題人：審題人：譚世語命題時間：2009.06.06教務(wù)處制命題人：董立春組題人：審題人：譚世語命題時間：2009.06.06教務(wù)處制學(xué)院專業(yè)、班年級學(xué)號姓名公平競爭、誠實守信、嚴(yán)肅考紀(jì)、拒絕作弊封線密CONTROLForms.OptionButton.1\s

CONTROLForms.OptionButton.1\s2009~2010學(xué)年第2學(xué)期開課學(xué)院：化學(xué)化工課程號：22006625考試日期：2009.06.18CONTROLForms.Label.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\sCONTROLForms.OptionButton.1\s考試時間：120分鐘題號一二三四五六七八九十總分得分注：1.大標(biāo)題用四號宋體、小標(biāo)題及正文推薦用小四號宋體；2.按A4紙縮小打印一．填空題（20分）1.蒸餾是分離液體混合物的單元操作；吸收是分離氣體混合物的單元操作；干燥是分離固液混合物的單元操作。2.吸收過程計算中，其中傳質(zhì)單元數(shù)是表示分離任務(wù)難易的參數(shù)，而傳質(zhì)單元高度表示_傳質(zhì)設(shè)備性能高低的參數(shù)。3．一吸收過程相平衡常數(shù)m=1,氣膜吸收系數(shù)ky=110-4，液膜吸收系數(shù)為氣膜吸收系數(shù)的100倍，則此吸收過程為__氣相控制，總的吸收系數(shù)Ky為__9.910-5。4．某精餾塔在操作時，加料狀態(tài)由原來的飽和液體進(jìn)料改為混合物進(jìn)料，且保持F、XF，R、D不變，則此時XD減小，V__不變_，L_不變。（增大、減小、不變）。A“精餾設(shè)計中，當(dāng)回流比增大時所需理論板數(shù)減小，同時蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量增加?；旌先芤罕患訜岬降谝粋€氣飽時的溫度為泡點，氣體被冷卻到出現(xiàn)第一滴液珠時的溫度為露點。7.在逆流吸收塔中用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵幸兹芙M分，填料為無限高，入塔Y1＝8％，平衡關(guān)系Y＝2X，若液氣比（摩爾比）為1時，吸收率η＝50%__。8.已知氨水中溶質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25%,則氨水的摩爾分率為26%_。9.用溶劑S分離A、B液相混合物（A為溶質(zhì)），二相平衡時萃取相中yA=0.2,yS=0.6;萃余相中xA=0.15,xS=0.05,則分配系數(shù)kA=4/3，選擇性系數(shù)β為__16/3__。10．空氣越潮濕，則干球溫度計讀數(shù)相差越小。恒定干燥條件下，恒速干燥階段物料的表面溫度為_空氣濕球溫度。二．選擇題（20分）1.某混合氣與溶液接觸，已知該物系的平衡方程為ye=1.0x，當(dāng)溶液中溶質(zhì)含量為0.04（摩爾分率，下同），氣相中溶質(zhì)含量為0.05，該過程為A。(A)吸收 (B)解吸 (C)平衡 (D)無法確定2.氣體吸收過程,當(dāng)操作壓力增加，亨利常數(shù)m將B,吸收速率將A(A)增加(B)減少(C)不變(D)不能確定3.下述說法中錯誤的是____B_____。(A)板式塔內(nèi)氣液逐級接觸，填料塔內(nèi)氣液連續(xù)接觸；(B)精餾用板式塔，吸收用填料塔；(C)精餾既可以用板式塔，也可以用填料塔；(D)吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔。4.下列單元操作不屬于傳質(zhì)過程的是A。A．蒸發(fā)B.蒸餾C.吸收D.干燥5．如圖所示的幾種進(jìn)料情況的q線，表示為氣液混合物進(jìn)料的為__B___。1．線12.線23．線34。線46．在圖解法求理論塔板數(shù)過程中，如進(jìn)料濃度發(fā)生變化，將使B。A．平衡線發(fā)生變化；B.操作線斜率發(fā)生變化；C.q線斜率發(fā)生變化；D.以上都不變；7.某精餾塔精餾段板數(shù)為N1層，提餾段理論板數(shù)為N2層，現(xiàn)因設(shè)備改造，提餾段板數(shù)增加，精餾段板數(shù)不變，且F、xf、q、R、V等均不變，則此時__A___。A.xw減小，xD增加B.xw減小，xD不變C.xw減小，xD減小D.xw減小，xD的變化視具體情況而定。8.已知物料的臨界自由含水量為0.2kg水/kg絕干物料，空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tW，露點為td?，F(xiàn)將該物料自初始自由含水量X1=0.45kg水/kg絕干物料，干燥至自由含水量X2=0.1kg水/kg絕干物料，則干燥物料表面溫度tm：___A____。(A)tm＞tw(B)tm=t(C)tm=td(D)tm=tw9.流率為800kmol/h組成為0.4的二元理想溶液精餾分離，要求塔頂產(chǎn)品組成達(dá)到0.7，塔底殘液組成不超過0.1，泡點進(jìn)料，回流比為2.5。要使塔頂采出量達(dá)到500kmol/h,應(yīng)采取措施__D____。(A)增加塔板數(shù)；(B)加大回流比；(C)改變進(jìn)料熱狀況；(D)增加進(jìn)料量10．氣流干燥器一般是在瞬間完成的，故氣流干燥器最適宜干燥物料中的D_。A.自由水分；B.平衡水分C.結(jié)合水分D.非結(jié)合水三．問答題（10分）詳細(xì)介紹膜分離過程中的濃差極化想象(現(xiàn)象介紹，發(fā)生原因，并推導(dǎo)濃差極化比與透過速率的數(shù)學(xué)公式)，及其影響。四．計算題（50分）(1).在常壓下逆流操作的填料吸收塔中，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中的溶質(zhì)組分。入塔氣體流量為47.5kmol/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），入塔氣體中溶質(zhì)的濃度為5%（體積），吸收率為90%，操作條件下的氣液平衡關(guān)系為Y*=1.5X，液氣比L/V=3，試求（1）出塔液體濃度X1；（2）NOG解：（1）（2）（2）用一精餾塔分離某二元理想混合物，進(jìn)料量為100kmol/h，其中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4，進(jìn)料為飽和蒸氣，塔頂采用全凝器且為泡點回流，塔釜用間接蒸汽加熱。已知兩組分間的平均相對揮發(fā)度為3.0，精餾段操作線方程為yn+1=0.75xn+0.2375,塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的回收率為0.95，試求：(1)操作回流比、塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；(2)塔底產(chǎn)品的流量和塔底產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；(3)精餾段的氣相負(fù)荷、提餾段的氣相負(fù)荷；（4）最小回流比；（5）提餾段操作線方程和q線方程；（6）塔頂?shù)?塊理論板上升蒸氣的組成；解：由操作線方程yn+1=0.75xn+0.2375得R=3xD=0.95。D=40kmol/hW=F-D=60kmol/hxw=0.033L=RD=340=120kmol/hkmol/hkmol/hkmol/h得提餾段操作線方程：q線方程y=0.4。(3).一理想干燥器在總壓100kPa下將物料由含水50%（濕基）干燥至含水1%（濕基），濕物料的處理量為20kg/s。室外空氣溫度為25oC，濕度為0.005kg/kg干氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入干燥器，廢氣排出溫度為50oC，相對濕度60%。試求：(1)空氣用量V；(2)預(yù)熱溫度；(3)干燥器熱效率。解：（1）