1、化工原理（下）期末考试试卷一、选择题：(每题 2 分，共 20分 )1. 低浓度难溶气体吸收, 其他操作条件不变, 入塔气量增加 , 气相总传质单元高度HOG 、出塔气体浓度 y2 、出塔液体浓度x1 将会有 _A_变化。AH OG ,y2 ,x1 BH OG , y2 , x1 CH OG ,y2 ,x1 DH OG , y2 , x1 2. 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025 ，液相主体浓度x=0.01 ，气相传质分系数k y=2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h，则该处气液界面上气相浓度y i 应为_B_。平衡关系 y=0.5X 。A .0.02B.
2、0.01C.0.015D.0.0053.下述说法中正确的是_B_。11A. 气膜控制时有：pip*kGHk L，11B 气膜控制时有：pip*，kGHk L1HC 液膜控制时有：c*ci ， kLkG1HD 液膜控制时有：cci ，kLkG4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数_D_1。A等于B大于C小于D都可以。5. 按饱和液体设计的精馏塔，操作时 D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷液进料，则馏出液中易挥发组分浓度 _A_，残液中易挥发组分浓度 _。A 提高，降低；B降低，提高；C提高，提高；D降低，降低6. 某精馏塔的理论板数为 17 块（包括塔釜），全塔效率为 0.5 ，则实际
3、塔板数为 _C_块。A. 30B.31C. 32D. 347. 在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度_A_平衡蒸馏。A 高于；B低于；C等于；D或高于或低于8. 指出“相对湿度， 绝热饱和温度、 露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关 _B_A 相对湿度B露点温度C干球温度D绝热饱和温度9. 已知某湿空气的干球温度和湿球温度，则利用焓湿图不能直接获得该湿空气的_D_A湿度B焓C露点D比体积10. 下面关于相对湿度的说法中不正确的是：_C_A 总压一定时，湿空气的水汽分压越大则相对湿度越大；B 相对湿度等于零时意味着该空气中不含水分；C 相对湿度等于 1 时意味着该空气不能再容
4、纳水分；D 相对湿度越大，则该空气的未饱和程度越大二、填空题：(每题 2 分，共 20 分 )11. 双膜理论的要点是： _界面上汽液平衡 _、 _阻力集中于有效膜内 _。12. 计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_平衡线、操作线、传质系数 _ 。13. 气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是_传质单元高度14. 温度升高，萃取溶解度曲线面积将_减小 _（增大，减小，不变，不确定）15. 塔顶蒸汽先进入分凝器，再进入全凝器，馏出液组成为度为 2.5 ，回流液浓度为_0.88_ 。0.95 （摩尔分率），若相对挥发16. 精馏塔正常操作中存在着 _液泛、漏液、
5、雾沫夹带 _等与设计意图相违背的现象。17. 设计精馏塔时，已知原料为F,X F, 分离要求为X D和XW, 加料热状态 q 已选定 , 今若选择较大的回流比 R,则 NT_减少 _, L/V_ 增加 _?( 增加 , 不变 , 减少 )18. 湿空气在进入干燥器之前进行预热的目的，一是为提高湿物料之间的传热速率；二是为降低 _湿空气相对温度_湿空气温度 _，以增加湿空气与_，以增大湿空气的吸湿能力。19. 恒速干燥阶段为_表面气化 _控制，此阶段的干燥速率与要取决于 _物料表面水分气化速率_。_ 含水量_关系很小，主20. 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=
6、100%时，平衡含水量 x*=0.02kg 水 kg 绝干料；相对湿度 =40%时 , 平衡含水量 x*=0.007 kg 水kg 绝干料。现该物料含水量为 0.23kg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 _0.223_kg水 kg 绝干料 ,结合水含量为 _0.02_kg 水 kg绝干料 。三、 计算题 ( 每题 15 分 共 60 分 )23. 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为 1.5m，进塔混合气组成为 0.04 （ A 的摩尔分率，下同） ，出塔尾气组成为0.0053 ，出塔水溶液浓度为 0.0
7、128 ，操作条件下平衡关系为 Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（ 2）所需填料层高度？（ 3）若气液流量和初始组成不变， 要求尾气浓度降至 0.0033 ，求此时填料层高度为若干米？22. 在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6 （摩尔分数，下同） ，馏出液组成为0.9 ，釜残液组成为0.02 。泡点进料。（ 1）求每获得1kmol/h 馏出液时的原料液用量 F；（2）若回流比为1.5 ，它相当于最小回流比的多少倍？（3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6 ，求上升到加料板上的气相组成。（物系的平均相对挥发度为3）23. 在恒定干燥条件
8、下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量 45%干燥到 3%，湿物料的处理量为 8000 湿染料，实验测得：临界湿含量为 30%，平衡湿含量为 1%，总干燥时间为28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。24. 如图示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板所组成，只有提馏段，没有精馏段。料液由塔顶加入，泡点进料， L =F，V =D，XF 0.2 （摩尔分率，下同） ，今测得塔顶易挥发组分的回收率为，且XD 0.3 ，系统相对挥发度 3.0 。设蒸馏釜可视为一个理论板。试求：（）残液组成 W；（）该层塔板的液相默夫里板效率ML。提示： ML=( X n -1-Xn )/ (X n -
9、1-Xn *)=(X F - 1)/ (X F -X 1 *)y1D,X DF,X F全凝器1L VywW,X Wx1蒸馏釜三计算题(每题15 分 共60 分）21 解 22 解：（ 1）求当 D1kmol/h 时 F 为多少？已知 xF=0.6，xD 0.9，xW 0.02 ，D 1kmol/h ，由全塔物料衡算可得：FDW1WF xFDxDWxW （2 分）代入已知量可得：0.6 1 W 1 0.90.02W 可求出 0.60.02W0.90.60.3 ，解出 W 0.52kmol/h， F 1.52kmol/h。（ 2 分）（ 2）求 R/Rmin，已知 m 3泡点进料q 1，则 xq
10、xF 0.6 （ 1 分），由气液平衡方程：yqm xq30.60.81811 xq1 20.6m（ 2 分）RminxDyq0.90.8180.376yqxq0.8180.6求 Rmin，（ 2分）R / Rmin1.5求 R/Rmin，3.99（倍）（ 1 分）0.376（3）求上升到加料板上的气相组成。因加料板是提馏段第一层板，故所求量为y2 L RD1.5 11.5 kmol/h （ 1分）泡点进料q 1 ，已知 F 1.52kmol/h， W0.52kmol/h， xW 0.02 ， x1 0.6ym 1 LqFxm WLqFLxW 提 馏 段 操 作线 方 程 为：WqF W， 代
11、 入 已知量 ：ym 1 1.51.520.520.02xm 1.520.52 ，即 ym 1 1.208xm 0.00416 （3 分）1.5 1.52 0.521.5所求 y2 1.208x1 0.00416 1.2080.60.004160.721 （ 1 分）X 1w 10818.1 w23 解： w1 = 0.451kg 水/kg 干料X 2w 20031.1w 2w2 = 0.03kg水 /kg干料同理 X0 = 0.429 kg水 /kg干料 X* = 0.01 kg水 /kg 干料（ 4 分）1G cX 1X 0Au 0（1 分）G c(X 0X * ) X 0X *2Au 0
12、lnX *X 2（ 1 分）1 = 0.312（ 2 分）又 1 +2 = 28h（ 1 分）1 = 6.6h2 = 21.4h （ 2 分）Gc = 8000 (1 0.45) = 4400 kg干料（ 2 分）G cX 1X 0259.31kg 水/h （ 1 分）G c X 0X 2818.2kg 水/h （ 1 分）24.DX DFX F =0.8 D/F=0.533 （ 2 分）D/F=( X F - XW )/(X DXW )=0.533 XW =0.0857 （2 分）L /V =F/D=1.876 （ 1 分）W/V =W/D=(F-D)/D=0.876 （1 分）ym +1= (L /V ) xm -(W/V ) x w =1.876x m -0.0751 （ 2 分）y m =X11 x= 3X12 X(2分）ym = x w /1+( -1)x w =0.22（ 1 分）x1=( y m +0.0751)/1.876=0.157（1 分）y1= X D =0.3 （ 1 分）x*1=y1/-( -1)y1=0.125（ 1 分）ML=(Xn -1-X n )/ (Xn -1-X*n)=(XF - 1)/ (XF -X*1)=0.573 （ 1 分）
