化工原理(下)期末考试试卷

化工原理试题第1页共3页化工原理（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2y、出塔液体浓度1x将会有________变化。AOGH↑,2y↑,1x↑BOGH↑,2y↑,1x↓COGH↑,2y↓,1x↓DOGH↓,2y↑,1x↓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ky=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yi应为________。平衡关系y=0.5X。A.0.02B.0.01C.0.015D.0.0053.下述说法中正确的是_____。A.气膜控制时有：*ppi，LGHkk11B气膜控制时有：*ppi，LGHkk11C液膜控制时有：icc*，GLkHk1D液膜控制时有：icc，GLkHk14.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数________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________，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，则实际塔板数为______块。A.30B.31C.32D.34化工原理试题第2页共3页7.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度________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________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________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：________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：________、________。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：________、________、________。13.气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是________。14.温度升高，萃取溶解度曲线面积将________（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0.95（摩尔分率），若相对挥发度为2.5，回流液浓度为_______。16.精馏塔正常操作中存在着_______、_______及_______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,FX,分离要求为DX和WX,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)18.湿空气在进入干燥器之前进行预热的目的，一是为提高_______，以增加湿空气与湿物料之间的传热速率；二是为降低_______，以增大湿空气的吸湿能力。19.恒速干燥阶段为_______控制，此阶段的干燥速率与_______关系很小，主要取决于_______。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φ化工原理试题第3页共3页=100%时，平衡含水量x*=0.02kg水／kg绝干料；相对湿度φ=40%时,平衡含水量x*=0.007kg水／kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水／kg绝干料,令其与25℃,φ=40%的空气接触,则该物料的自由含水量_______kg水／kg绝干料,结合水含量为_______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0.0128，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８０％，且XD＝0.3，系统相对挥发度α＝3.0。设蒸馏釜可视为一个理论板。试求：（１）残液组成ｘW；（２）该层塔板的液相默夫里板效率ＥML。提示：ＥML=(nX-1-Xn)/(Xn-1-Xn*)=(XF-ｘ1)/(XF-X1*)蒸馏釜D,XDF,XFW,XWV’L’全凝器ywy1x11化工原理参考答案第1页共4页化工原理期末试题参考答案和评分标准一．选择题（每题2分）题号12345678910答案ABBDACABDC二．填空题：(每空1分，共20分)11.界面上汽液平衡；阻力集中于有效膜内。12.平衡线、操作线、传质系数。或者平衡关系、物料衡算、传质速率。13..传质单元高度14.减小15.0.8816.液泛、漏液、雾沫夹带17.减少，增加18.湿空气温度湿空气相对温度19.表面气化含水量物料表面水分气化速率20.0.2230.02三．计算题(每题15分共60分）21[解]化工原理参考答案第2页共4页22解：（1）求当D＝1kmol/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：WWDF1WDFxWxDxF（2分）代入已知量可得：WW02.09.0116.0可求出3.06.09.002.06.0W，解出W＝0.52kmol/h，F＝1.52kmol/h。（2分）（2）求R/Rmin，已知3m①泡点进料q＝1，则xq＝xF＝0.6（1分），②由气液平衡方程：818.06.0216.0311qmqmqxxy（2分）③求Rmin，376.06.0818.0818.09.0minqqqDxyyxR（2分）④求R/Rmin，99.3376.05.1/minRR（倍）（1分）（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y2’①5.115.1DRLkmol/h（1分）泡点进料q＝1，已知F＝1.52kmol/h，W＝0.52kmol/h，xW＝0.02，x1’＝0.6②提馏段操作线方程为：WmmxWqFLWxWqFLqFLy''1，代入已知量：52.052.15.102.052.0'52.052.15.152.15.1'1mmxy，即00416.0'208.1'1mmxy（3分）③所求721.000416.06.0208.100416.0'208.1'12xy（1分）23解：w1=0.45Xww11110818.kg水/kg干料化工原理参考答案第3页共4页w2=0.03Xww22210031.kg水/kg干料同理X0=0.429kg水/kg干料X*=0.01kg水/kg干料（4分）1010GAuXXc（1分）20002GXXAuXXXXc()ln***（1分）1=0.312（2分）又∵1+2==28h（1分）∴1=6.6h2=21.4h（2分）Gc=8000×(1－0.45)=4400kg干料（2分）∴GXXc1012593.kg水/h（1分）GXXc022818.kg水/h（1分）24.FDFXDX=0.8∴D/F=0.533（2分）D/F=(FX-WX)/(WDXX)=0.533∴WX=0.0857（2分）L’/V’=F/D=1.876（1分）W/V’=W/D=(F-D)/D=0.876（1分）my+1=(L’/V’)mx-(W/V’)wx=1.876mx-0.0751（2分）ym=xX11=XX213(2分）my=αwx/[1+(α-1)wx]=0.22（1分）x1=(my+0.0751)/1.876=0.157（1分）y1=DX=0.3（1分）x*1=y1/[α-(α-1)y1]=0.125（1分）ＥML=(Xn-1-Xn)/(Xn-1-X*n)=(XF-ｘ1)/(XF-X*1)=0.573（1分）化工原理参考答案第4页共4页