化工原理(下)期末考试题(含答案)-通用-包含所有练习习题

考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）1班级：考位号：学号：姓名：年月日考试用广西大学课程考试试卷（——学年度第学期）课程名称：化工原理试卷类型：（A、B）命题教师签名：教研室主任签名：主管院长签名：一、填空题（共28分）：1、（2分）压力，温度将有利于解吸的进行。2、（4分）吸收因数A表示与之比，当A﹥﹥1时，增加塔高，对吸收率。3、（3分）任意写出三种不同进料状态下的q值：、、。4、（2分）简单蒸馏的主要特点是；5、（3分）填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内为分散相，为连续相。6、（3分）任意写出浮阀塔操作过程中出现的三种不正常的操作现象：、、。7、（3分）己知湿空气的干球温度t为50℃，湿球温度tW为30℃，总压为100KN/m2，若查出在30℃时水的饱和蒸汽压为4.25KN/m2。汽化潜热为2423.7KJ/㎏，则湿空气的湿度为。8、（3分）在恒速阶段的干燥中，在的情况下，固体表面温度近似地等于湿球温度。题号一二三四五六七八九十总分应得分2818648100实得分评卷人装订线（答题不得超过此线）广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）29、（工艺类专业做）（5分）萃取操作的依据是；萃取操作中选择溶剂的主要原则是、、。10、（非工艺类专业做）（5分）用水逆流吸收空气中的CO2，当水和空气流量一定时，若增加CO2含量，则y1，y2，x1，若吸收总推动力用气相浓度差来表示时，应等于和之差。二、选择题（每题2分，共18分）：1、（2分）在填料塔中，用清水吸收混合气中的NH3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数NOG（）。A、增加B、减少C、不变D、不能确定2、（2分）据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度差表示的总传质系数（）。A、大于液相传质分系数B、近似等于液相传质分系数C、小于气相传质分系数D、近似等于气相传质分系数3、（2分）两组分的相对挥发度越小，则表示精馏分离该物系越（）。A、容易B、困难C、完全D、不完全4、（2分）在二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化（）。A、平衡线B、操作线与q线C、平衡线与操作线D、平衡线与q线5、（2分）下列情况下不是诱发降液管液泛的原因（）。A、液、气负荷过大B、过量雾沫夹带C、塔板间距过小D、过量漏液6、（2分）己知湿空气的下列哪两个参数，可利用H—I图可以查得其它未知参数（）。A、（tW、t）B、（td、H）C、（p、H）D、（I、tW）7、（2分）己知物料中临界含水量为0.12㎏水/㎏绝干料，空气的干球温度为t，湿球温度为tW，广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）3露点为td，现将该物料自初始含水量X1=0.45㎏水/㎏绝干料干燥至X2=0.1㎏水/㎏绝干料，则在干燥末了时物料表面温度θ2（）。A、θ2tWB、θ2=tC、θ2tdD、θ2=tW8、（2分）精馏中引入回流，下降的液相与上升的气相发生传质，使上升的汽气相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是（）。A、液相中的易挥发组分进入气相B、气相中的难挥发组分进入液相C、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入气相中，但其中易挥发组分较多D、液相易挥发组分进入气相和气相中难挥发组分进入液相的现象同时发生9、（2分）最大吸收率ηmax与（）无关。A、液气比B、液体入塔浓度C、相平衡常数D、吸收塔型式三、简答题（6分）：对易溶气体吸收时，欲提高总传质系数，主要可采取什么措施？为什么？四、计算题（共48分）：1、（15分）在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。己知操作条件下的解吸因数为0.8，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率），求○1操作液气比为最小液气比的倍数；○2出塔液体浓度；广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）4○3完成上述分离任务所需的气相传质单元数NOG。2、（17分）苯和甲苯混合物中，含苯0.4，流量1000Kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，要求塔顶馏出液中含苯0.9(以上均为mol分率)，苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍，己知α=2.5。求：○1塔顶产品量（Kmol/h）；○2塔底残液量W及组成xW；○3最小回流比；○4精馏段操作线数值方程；○5提馏段操作线数值方程；○6若改用饱和蒸汽进料，仍用○4中所用回流比时所需理论板数。3、（16分）在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000㎏，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基含水量），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.009㎏水/㎏绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.039㎏水/㎏绝干气。假定干燥过程无物料损失，试求：○1水分蒸发量W（㎏水/h）；○2空气消耗量V(㎏绝干空气/h)及原湿空气消耗量V`(㎏湿空气/h)；○3干燥产品量G2(㎏/h)。1试卷1一、填空题1.下降升高2.L/Gm提高明显3.q=0;q=1;q0;或q1;0q1.4.非稳态操作；无回流；瞬时气液平衡；遵守物料守恒。5.液相；气体6.夹带液泛、溢流液泛、漏液。7.0.0186kg水/kg绝干气8.没有辐射传热和物料内部向表面导热。9.溶解度差异；较强的溶解能力、较高选择性、易于回收。10.增加、增加、增加；气相主体摩尔浓度、同液相主体浓度相平衡的气相浓度。二、1.A2.B3.B4.B5.D6.A7.A8.D9.D三、简答题1、对易溶气体吸收时，欲提高总传质系数，主要可采取什么措施？为什么？答：吸收传质总阻力为气膜和液膜传质阻力之和。对于易溶组分来说，液相阻力非常小，而气相阻力则相对大得多，故须设法降低气相传质阻力，增大气相传质系数，方法有增大气相湍动程度、提高气相流速或增大气液接触表面积等。四、计算题：1.（15分）①y1=0.03,x1*=0.03,所以m=1(L/G)min=(y1-y2)/(y1/m)=mη=0.951/A=m/(L/G),L/G=m/(1/A)=1/0.8=1.25∴(L/G)/(L/G)min=1.25/0.95=1.316②x1=(y1-y2)/(L/G)=[0.03-0.03(1-0.95)]/1.25=0.0228③NOG=1/(1-1/A)ln[(1-1/A)y1/y2+1/A]=7.84322.（17分）(1)D=1000×0.4×0.9/0.9=400kmol/h(2)W=1000-400=600kmol/hxw=(1000×0.4-400×0.9)/600=0.0667(3)xq=xf=0.4yq=2.5×0.4/(1+1.5×0.4)=0.625Rm=(0.9-0.625)/(0.625-0.4)=1.22(4)R=1.5×1.22=1.83yn+1=(1.83/2.83)xn+0.9/2.83=0.646xn+0.318(5)−V=V=2.83×400=1132−L=1.83×400+1000=1732ym+1’=(1732/1132)xm’-600×0.0667/1132=1.53xm-0.0353（6）yq=xf=0.4yq=αxq/(1+(α-1)xq)得xq=0.21Rm=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.63RRmNT=∞3.（16分）(1)水分蒸发量WX1=w1/(1-w1)=0.40/(1-0.4)3=0.667kg水/kg绝干料X2=W2/(1-W2)=0.05/(1-0.05)=0.053kg水/kg绝干料Gc=G1(1-w1)=1000(1-0.40)=600kg绝干料/h∴W=Gc(X1-X2)=600×(0.667-0.053)=368.4kg水/h(2)V=W/(H2-H1)=368.4/(0.039-0.009)=12280kg绝干气/hV’=V(1+H1)=12280(1+0.009)=12390.5kg原空气/h(3)G2=G1-W=1000-368.4=631.6kg/h考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）1班级：考位号：学号：姓名：年月日考试用广西大学课程考试试卷（——学年度第学期）课程名称：化工原理试卷类型：（A、B）命题教师签名：教研室主任签名：主管院长签名：一、填空题（共36分）：1、(6分)在逆流操作吸收塔中，其操作线及平衡线如下图，若其他操作条件不变而系统温度增加（设温度对SC的影响可略）则塔的气相总传质单元高度HOG将，气体出口浓度y2将，液体出口浓度x1将。2、(6分)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；馏出液量等于；操作线斜率等于。3、(7分)塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时，填料塔单位高度填料层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点，其中下转折点称为，上转折点称为；筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比较，操作弹性最大的是，单板压力降最小的是，造价最便宜的是。题号一二三四五六七八九十总分应得分3610648100实得分评卷人装订线（答题不得超过此线）广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）24、（11分）○1干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定，则气体离开干燥器的湿度H2越，干燥器的热效率越；○2对于为水蒸汽所饱和的空气，则其干球温度t、tW、tas、td的关系是ttWtastd。○3一定湿度H的气体，总压P加大时，露点温度td将，而当气体温度升高时，则td将。5、(6分)（化工工艺类专业做）○1萃取是指；○2某液体组成为xA=0.6，xB=0.4，试在三角相图中表示出该点的坐标位置。若在其中加入等量的S，此时坐标点位置在何处（在坐标图中标明），并请写出其组成：xA=，xB=，xS=。6、(6分)（非工艺类专业做）○1在精馏中，溶液的相对挥发度α等于两组分，α＞1则表示组分A和B，α=1则表示组分A和B。○2当塔板中时，该塔板称理论塔板。二、选择题（每题2分，共10分）：1、最大吸收率ηmax与（）无关。A、液气比B、液体入塔浓度C、相平衡常数D、吸收塔型式广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）32、精馏塔设计时，若F、xF、xD、xW、V均为定值，将进料热状态从q=1变为q＞1，设计所需理论板数将（）。A、增多B、减少C、不变D、不能判定3、同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量将（）。A、增大B、减小C、不变D、不能判定4、一般而言，填料塔的压降（）板式塔的压降。A、大于B、等于C、小于D、不确定5、物料的平衡水分一定是（）。A、非结合水分B、自由水分C、结合水分D、临界水分三、简答题（共6分）：试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。四、计算题（共48分）：1、(17分)常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物吸收苯，吸收率为99%，混合气量为53Kmol/h，入塔气含苯2%（体积），入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分率），溶剂用量为最小用量的1.5倍，在操作温度50℃下，相平衡关系为y*=0.36x，总传质系数Kya=0.015kmol/m2·s，塔径为1.1米，试求所需填料层高度（m）。2、（16分）用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度α=2，原料液量F=100Kmol/h，饱和蒸气进料，进料浓度xF=0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度xD=0.9，易挥发组分的回收率为90%，回流比R=2Rmin，塔顶设全凝器，塔底为间接蒸汽加热，求：广西大学课程考试试卷考试过程中不得将试卷拆开第页（共4页）4○1馏出液(Kmol/h)及残液量(Kmol/h)；○2第一块塔板下降的液体组成x1；○3最小回流比；○4精馏段各板上升的蒸汽量(Kmol/h)；提馏段各板上升的蒸汽量（Kmol/h）。3、（15分）采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料1000kg，干燥操作使物料的湿基含量40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20