化工原理下册填空题(完整版).doc
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1、First blood一、填空选择题(25分,每空1分)1、对一定操作条件下的填料吸收塔,如将填料层增高一些,则该塔的HOG将_,NOG将_ 。2、在吸收塔的设计中,当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减小吸收剂用量,则传质推动力将_,设备费用将_。3、某二元混合物,其中A为易挥发组分。液相组成xA=0.4,相应的泡点为t1;汽相组成,相应的露点为t2。则t1与t2大小关系为_。4、简单蒸馏过程中,釜内易挥发组分浓度逐渐_,其沸点则逐渐_。5、已知塔顶第一块理论板上升的汽相组成为y1=0.63(摩尔分率,下同),将其全部冷凝为泡点液体,该液体在贮罐内静止分层,上层xD=0.9作为
2、产品,下层x0=0.5于泡点下回流,则回流比R=_。6、设计精馏塔时,已知原料为F,xF,分离要求为xD和xW,加料热状态q已选定,今若选择较大的回流比R,则NT_, L/V_(增加,不变,减少) 7、萃取操作依据是_ _。选择萃取剂的主要原则_、_和 _ 。8、有一实验室装置将含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,用溶剂S进行单级萃取,所得萃余相和萃取相脱溶剂后又能得到原来的10% A和80% A的溶液。问此工作状态下的选择性系数_9、在101.3kPa下,不饱和湿空气的温度为295K、相对湿度为69%,当加热到303K时,该空气下列参数将如何
3、变化? 相对湿度_,湿球温度_,露点_。10、已知湿空气总压为100kPa, 温度为40, 相对湿度为50%, 已查出40时水的饱和蒸气压Ps为7.375 kPa, 则此湿空气的湿度H是_kg水/kg绝干气,其焓是_kJ/kg绝干气。11、对某低浓度气体吸收过程,已知相平衡常数m = 2,气、液两相的体积传质系数分别为kya = 210-4kmol/(m3s),kxa = 0.4kmol/(m3s)。则该吸收过程为_阻力控制。 (A)气膜 (B)液膜 (C)气、液双膜 (D)无法确定12、某精馏塔的设计任务为:原料为F、xf,塔顶为xD,塔底为xW,若塔釜上升蒸汽量不变,加料热状态由原来的饱和
4、蒸汽改为饱和液体,则所需理论板NT_ _。 (A)增加 (B)减少 (C)不变 (D)不确定13、在精馏塔设计计算中,当F、xF、R、D和W一定,并保持实际操作气速不变,而q值减小,则_ _。(A)精馏段塔径不变,提馏段塔径减小 (B)精馏段塔径增大,提馏段塔径不变(C)精馏段塔径减小,提馏段塔径增大 (D)精馏段塔径减小,提馏段塔径减小14、在B-S部分互溶体系的单级萃取过程中,若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件不变,则萃取液浓度_ _。 (A)增大 (B)下降 (C)不变 (D)变化趋势不确定15、温度为t0,湿度为H0,相对湿度为j0的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1
5、,湿度为H1,相对湿度为j1,则_ _ _ (A) H0H1; (B)j0j1; (C)H0H1; (D)j0j1 。二、问答题(5分,每小题5分)1、操作中的吸收塔,若吸收剂入塔浓度x2降低,其他操作条件不变,试定性分析气体出塔浓度y2、液体出塔浓度x1的变化趋势。(可画图说明:NOG不变条件下,x1只能变小)2、精馏塔在一定条件下操作,若回流液由饱和液体改为冷液时,其塔顶产品组成有何变化?为什么?3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时; xC值将会变大还是变小? 试从干燥机理加以分析。三、萃取计算题(10分) 用纯溶剂S进行单级萃取,xF =0.15(质量分率,下同),萃取相中
6、A的浓度与萃余相中A的浓度相同,采用溶剂比S/F为1。试求:(1)选择性系数b;(2)当溶剂用量为最少时的萃取液浓度。(设所涉及范围内分配系数kA均相同)四、干燥计算题(15分)在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料,已知数据如下:空气进入预热器的温度为15湿含量为0.0073Kg水Kg绝干气,焓为35KJKg绝干空气;空气进干燥器温度为90,焓为109KJ/Kg绝干气;空气出干燥器温度为;湿含量为0.023Kg水/Kg绝干气;进干燥器物料含水量为0.15Kg水/Kg绝干料;出干燥器物料含水量为0.01Kg水Kg绝干料;干燥器生产能力为237Kg/h(按干燥产品计)。试求: (1)绝干空气的消耗量
7、(Kg绝干气/h); (2)进预热器前风机的流量(3/s); (3)预热器加入热量(KW)(预热器热损失可忽略)。附:湿空气比体积计算公式:vH=(2.8310-3+4.5610-3H)(t+273)五、吸收计算题(15分)在填料塔中,用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A,已知气体混合物中溶质A的初始组成为0.05,通过吸收,气体出口组成为0.02,溶液出口组成为0.098(均为摩尔分率),操作条件下的气液平衡关系为y = 0.5x,并已知此吸收过程为气膜控制,试求:(1) 气相总传质单元数NOG;(2)当液体流量增加一倍时,在气量和气液进口组成不变的情况下,溶质A被吸收的量变为原来的
8、多少倍?六、精馏计算题(20分)含苯0.5(摩尔分率,下同)、流量为1000kmol/h的苯甲苯混合液在一常压连续操作的精馏塔内进行分离。按工艺要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.9,苯的回收为90%,泡点进料和泡点回流,且R=1.5Rmin,a=2.5。试求:(1) 塔顶、塔底产品量D、W(kmol/h)及塔底产品浓度xW;(2) 写出此操作条件下的精馏段操作线方程;(3) 写出此操作条件下的提馏段操作线方程;(4) 若在塔操作中将上述进料浓度改为0.4,而维持F、q、R、D不变,能否达到分离要求? 化工原理(下册)B卷试题评分标准及参考答案一、 填空选择题(25分,每空1分)1、不变,增大 2
9、、减小、增加 3、 4、降低,升高 5、2.08 6、减少,增大 7、溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异、较强溶解能力、较高选择性、易于回收 8、 36 9、降低,升高,不变 10、0.0238、 101.69/100.69 11、A 12、AA 13、A 14、D 15、B二、问答题(5分,每小题5分)1、L、G不变,HOG不变、NOG不变;又m不变,故 1/A 不变。由吸收因数法可知 不变,由此可知y2。 至于x1的变化,则可用排除法判断:假设x1不变或变大,可见均与NOG不变相矛盾。因此,x1必变小。2、从泡点回流改为冷液回流时,xD 。其原因是:冷液回流至塔顶时,冷凝一部分蒸气,放出的潜
10、热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大,使气相易挥发组分增浓。同时,在塔顶回流比保持不变的条件下,增加了塔内的内回流,使得精馏段实际回流比增大,操作线向平衡线靠近,所需NT减少,这也有利于分离。3、xC 因为提高干燥时气流速度可导致等速阶段U0增加,随着U0,内部水分扩散不及的现象就可能提前来临,即x0。也就是:临界含水量x0随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。三、萃取计算题(10分/7、3,结果允许有误差)(1)作图法求解:连接xF、S两点,因为S/F=1,所以FS中点即为合点M。又,故过M作水平线RE即为连结线,连接SE、SR,并延长至,由图上可读出=0. 54,=0
11、. 1 (2)设FS线与平衡线左交点为M,过M作水平线ME,则ME即为S用量最少时的连结线。连结SE并延长至AB边上,得=0. 6(虚线位置)四、干燥计算题(15分,每小题5分)求绝干空气量V(考察X与w之间的关系) C 2 (1-2 )=2 (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg绝干料/h C (X1 -X2 )234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/h V=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg绝干气/h求风机流量L vH=(2.8310-3+4.5610-3Ho)(to+273) =(2.8310-3+4.5610-30.007
12、3)(15+273) =0.825m3湿空气/Kg绝干气 LVH =0.8252096=1729.2m3/h=0.480 m3/S求预热器加入热量PP = V(1 0 )2096(109-35) =155104KJ/h=43.08KW五、吸收计算题(15分/9、6)(1) 属低浓气体吸收 ,x2=0 (2) L增大一倍时,因吸收过程为气膜控制,故Kya不变,HOG不变,所以NOG也不变。 而,则 L增大一倍后,溶质A被吸收的量而原状况下溶质A被吸收的量 六、精馏计算题(20分/6、6、6、2)(1) kmol/h kmol/h (2)泡点进料, 精馏段操作线方程: (3)精馏段操作线与q线交点
13、d坐标为:,故提馏段操作线方程为:即 (4) xD 不能达到分离要求。蒸馏填空题习题: 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 。答案: 均相液体混合物 挥发性差异 造成气液两相系统习题: 在t-x-y图中的气液共存区内,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。答案: 相等 大于 杠杆规则习题: 当气液两相组成相同时,则气相露点温度 液相泡点温度。答案: 大于 (每空1分)习题: 双组分溶液的相对挥发度是溶液中 的挥发度对的挥发度之比,若=1表示 。物系的值愈大,在x-y图中的平衡曲线愈 对角线。答案: 易挥发组分 难挥发组分 不能用普通蒸
14、馏方法分离 远离习题: 工业生产中在精馏塔内将 过程和过程有机结合起来而实现操作的。而 是精馏与普通精馏的本质区别。答案: 多次部分气化 多次部分冷凝 回流习题: 精馏塔的作用是 。答案: 提供气液接触进行传热和传质的场所。习题: 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 。答案: 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习题: 离开理论板时,气液两相达到 状态,即两相 相等, 互成平衡。答案: 平衡 温度 组成习题: 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因有(1) 和(2) 。答案: 塔顶易挥发组分含量高
15、塔底压力高于塔顶 (每空2分,共4分)习题: 精馏过程回流比R的定义式为 ;对于一定的分离任务来说,当R= 时,所需理论板数为最少,此种操作称为 ;而R= 时,所需理论板数为。答案: R= 全回流 Rmin习题: 精馏塔有 进料热状况,其中以 进料q值最大,进料温度 泡点温度。答案: 五种 冷液体 小于习题: 某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则回流比等于 ,馏出液流量等于 ,操作线方程为 。答案: 零 yn+1=xn习题: 在操作的精馏塔中,第一板及第二板气液两相组成分别为y1,x1及y2,x2;则它们的大小顺序为 最大, 第二, 第三,而最小。答案: y1 y2 x1 x2习
16、题: 对于不同的进料热状况,xq、yq与xF的关系为(1)冷液进料:xq xF ,yq xF ;(2)饱和液体进料:xq xF ,yq xF ;(3)气液混合物进料:xq xF ,yq xF f ;(4)饱和蒸汽进料:xq xF ,yq xF ;(5)过热蒸汽进料:xq xF ,yq xF ;(1) 答案:大于 大于(2) 等于 大于(3) 小于 大于(4) 小于 等于(5) 小于 小于吸收填空题习题 吸收操作的依据是,以达到分离气体混合物的目的。混合气体中,能够溶解于溶剂中的组分称为或。答案: 各组分在同一种溶剂中溶解度的差异吸收质(0.5分)溶质(0.5分)习题 若某气体在水中的亨利系数E
17、值很大,说明该气体为气体。在吸收操作中压力和湿度可提高气体的溶解度,有利于吸收。答案: 难溶 增加 降低习题 对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数E,相平衡常数m,溶解度系数H。答案: 不变 减小 不变习题 由于吸收过程中气相溶质分压总是溶质的平衡分压,因此吸收操作线总在平衡线的。答案: 大于 上方习题 当V,Y1,Y2及X2一定时,增加吸收剂用量,操作线的斜率,吸收推动力;此斜率又称为。答案: 增大 增加 液气比习题 吸收因数S可表示为,它是与得比值。答案: Mv/L 平衡线斜率m 操作线斜率L/V习题 当吸收剂用量为最少用量时,吸收过程的推动力为,则所需填料层高度将
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