化工原理参考试题

1、精馏操作中，相对挥发度α的值越大，平衡线离对角线越_____远_______，物系越________容易____分离。2、精馏塔板中进料版是提馏段的第一块板；塔板上的气液组成关系为_______，饱和液体的1(1)Y进料热状况参数q为1。如果精馏塔共有三个侧线（包括进料口），则计算时将塔分为____4_________段；____全回流____时需要的理论塔板数最少。3、比重关键组分还重的组分全部在塔底，比轻关键组分还轻关键组分全部在塔顶，则称为____清晰分割_________。4、吸收操作中，相平衡常数m与亨利系数E和压强的关系是m=E/p总；由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称___分子扩散___；漂流因数反映了总体流动____对传质速率的影响。5、_______减压升温______对脱吸操作有利。易溶气体的吸收速率由___气膜阻力___控制。6、引起液泛的因素是__气体或液体流量太大或者_流体物性__；气液两相在塔内进行连续接触的塔设备是___填料塔___。通常把浮阀塔的负荷性能图中最大气体流量与最小气体流量之比称为塔板的____操作弹性___。塔板的开孔率等于_____空塔气速_____与阀孔气速之比。7、填料的填料因子φ越小时，流动阻力小，液泛速度____可以提高.将流到塔壁处的液体重新汇集并引向塔中央区域，可在填料层内每隔一定高度设置______液体再分布器___。矩鞍填料和弧鞍填料均为____敞开型_填料，其中____弧鞍型填料_____是对称型填料。8、干燥进行的必要条件是干燥介质中水气的分压____低于____物料表面的水气的压强；相对湿度愈低，表示该空气偏离饱和愈远，则____吸湿能力____愈强。9、对不饱和湿空气，干球温度与湿球温度和露点温度的关系是___T≥TW≥Td_。干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度______不变________；进一步进行等焓干燥时其出口温度需要比绝热饱和温度高___20-30度_____；等温干燥时出口气体的焓_______增大______。tw和__T___可以确定空气的状态点，td和_______P_____不能确定空气的状态点。1．液体精流和气体吸收的主要区别和相似点。相同点：均在塔体内进行，都是使混合物（均相）得以分离不同点：（1）精流操作是通过加热或冷却混合物内产生第二物相，吸收则是从外界引入第二物相，（2）精流中汽化和冷凝同时发生，每层板上气液温度达到饱和温度，但吸收操作中夜相温度远低于其沸点，溶剂未有明显的汽化现象，（3）精溜中两相间同时有物质转移，吸收则是单相转移。2．画出吸收的双膜理论示意图，并叙述其基本要点。基本要点（1）相互接触的气夜两相间存在稳定的相界面，其两侧各有很薄的停止膜层，（2）在相界面处气夜两相达到气夜平衡，（3）在两停滞膜以外的气夜两相主体里物质浓度均匀。3．画出塔板的负荷性能图，并解释。4、测定湿球温度和干球温度时，若水的初温不同，对测出结果是否有影响答：在测干湿球温度时，无论初始温度如何，最终必然达到稳定的温度，但只是达到这稳定温度，但只是达到这稳定温度时间不同而已，因此对所测结果无影响。已知空气的温度t和湿度H用作图方法求出空气的各有关参数（注：用箭头表示出作图顺序）。1、在连续精流塔中分离某二元理想溶液，塔顶用分凝器和全凝器，分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，其组成为0.88，全凝器得到的产品组成为0.95，原料液组成为0.5（均为易挥发组分摩尔分率），离开塔顶第一层理论板的液体组成为0.79，泡点进料，塔釜用间接蒸汽加热。试求：操作回流比和最小回流比1解（1）气夜平衡式为1(1)YXd=1(1)Y即0.95=0.881(1)0.88α=2.59112.590.790.9071(1)11.590.79y由精流段操作线方程：111DLRyRR得0.950.970.8811RRRR=1.593(2)因泡点进料故q=1Xq=XF=0.51(1)qqy2.590.50.7211(1)11.590.5qqqymin0.950.7211.0360.7210.5DqqqyRy2、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HOG=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？2解先将摩尔浓度改为摩尔比浓度20.00530.0053310.0053Y10.040.041710.04Y10.01280.0129710.0128X（1）12120.04170.005332.8040.012970YYLV21120.00533min0.04171()(1)2.5(1)2.18YYYYLmYVm则LV/min()LV=2.804/2.18=1.286（2）Z=HoGNoG其中NoG=12221[(1)]1YYLnSSSYYS=mv/L=0.892所以NoG=10.04170ln[(10.829)0.892]5.1110.8290.005330Z=HoGNoG=1.5X5.11=7.67m3.某湿物料的处理量为2000kg/h，温度为20℃，湿基含水量为3%，在常压下用热空气进行干燥，要求干燥后的产品的湿基含水量为0.5%，物料离开干燥器的温度为60℃。湿物料的平均比热容为3.28kJ/kg绝干物料.℃,湿空气的初始温度为20℃，湿度为0.009kg/kg绝干空气，将其预热至100℃后进入干燥器，出干燥器的温度为50℃，湿度为0.02kg/kg绝干空气,干燥过程的热损失为23000kJ/h。求：（1）干燥产品的量；（2）干燥系统消耗的总热量；（3）干燥系统的热效率。[Q=1.01L(t2-t0)+W(2490+1.88t2)+Gcm(θ2-θ1)+QL]3解依题意知（1）干燥产品的量：1122(1)2000(10.03)1949.75110.005GWGWkg/h（2）干燥系统消耗的总热量；1110.030.031110.03WXW2220.0050.005110.005WXWG=G1(1-W1)=2000χ(1-0.3)=1940Kg/hW=G(X1-X2)=1940χ(0.031-0.005)=50.44Kg/h2150.444584.45/0.020.009WLkghHHQ=1.01χ4585.45χ(30-20)+50.44χ(2490+1.88χ50)+1940χ3.28(60-20)+23000=5.5χ105kJ/h=151.9kw(3)干燥系统热效率η=2(24901.88)wt100%=23.8%1．精馏过程是利用部分冷凝和部分汽化的原理而进行的。精馏设计中，回流比越大，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。2．超临界流体萃取是以高压、高密度的超临界流体为溶剂，从液体或固体中萃取所需的组分，然后用升温、降压或二者兼用和吸收（或吸附）等手段将溶剂与所萃取的组分分离。3．某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为66.7kom/h4．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，而表示传质任务难易程度的一个量是传质单元数5．在传质理论中有代表性的三个模型分别为双模理论、溶质渗透______________系________________专业_____________班姓名_______________学号________________座号_密封线内不要答题———————————密———————————————封———————————————线————————————理论、表面更新理论6．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生严重漏液、严重泡沫夹带、液泛等不正常现象，使塔无法工作。7．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关系、物料衡算、传质速率8．填料塔的喷淋密度指单位塔截面上单位时间内下流的液体量体积9．吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相传质面积10．等速干燥阶段物料表面的温度等于干燥介质一热空气的湿球温度11．物料的临界含水量的大小与物料的性质、厚度、恒速干燥速度的大小等因素有关12．1kg绝干空气及其所带的Hkg水汽所具有的焓，称为湿空气的焓。13．某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用相平衡常数表示，而操作线的斜率可用液气比表示。1．下列情况D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2．在精馏塔中，加料板A的塔段称为精馏段。A以上B以下C以外D以内。3．在C中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。A冷凝器B蒸发器C再沸器D换热器。4．空气的干球温度为t,湿球温度为tW,露点为td,当空气的相对湿度=98%时,则（B）。At=tW=tdBttWtdCttWtdDttW=td5．板式塔中操作弹性最大的是B。A筛板塔B浮阀塔C泡罩塔6．蒸馏是利用各组分的C不同的特性实现分离的目的。A溶解度B等规度C挥发度D调和度。7．理论板是指离开这种板的D相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。A气固两相B液固两相C气液固三相D气液两相。8．对吸收操作影响较大的填料特性是A。A.比表面积和自由体积B.机械强度C.对气体阻力要小9．双膜理论认为吸收过程的阻力集中在A。A.两膜层中B.界面上C.液膜之中D.气膜之中10．作为干燥介质的热空气，一般应是B的空气。A.饱和B.不饱和C.过饱和分子扩散现象：分子传质又称分子扩散，由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象，是微观分子热运动的宏观结果。填料层的持液量：在一定的操作条件下，单位体积填料层内所积存的液体体积，包括持液量，静持液量，总持液量，通常以m3液体/m3填料或者百分数表示。蒸馏分离的相对挥发度：作为蒸馏分离操作的基本依据，有效减小由于温度的影响，习惯上用易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度的比值来表示相对挥发度，以a表示，a的大小可以判断混合物能否用一般蒸馏方法分离及分离的难易程度最佳回流比：操作费用和设备费用之和为最小的回流比称为适宜汇流比或最佳回流比，需要经过经济衡算来确定(2分)，根据经验，其范围为（1.1---2.0）Rmin，(1分)选取最佳回流比还需要考虑物料性质、节约能源等因素(1分)。恒摩尔流：包括恒摩尔气流和恒摩尔液流，它是一种简化假设，作为精馏计算的前提和基础，一些物系，如苯和二甲苯，能够符合该假设的要求。恒摩尔气流是指在精馏塔内，从精馏段或提馏段每层塔板上升的气相摩尔流量各自相等，但两段上升的气相摩尔流量不一定相等。恒摩尔液流是指在精馏塔内，从精馏段或提馏段每层塔板上升的液相摩尔流量各自相等，但两段上升的液相摩尔流量不一定相等。1.简述双膜模型的基本要点？结合《化工原理》课程特点，简析该研究方法的意义。1.两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜-气膜和液膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。2.相界面处，气液两相处于平衡状态，无传质阻力。3.气、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体强烈湍动，各处浓度均匀一致，无传质阻力。(2分)《化工原理》课程具有“工程”的理念，是联系基础课程和专业课程的纽带和桥梁，它经常采用一些假设和近似处理，建立一定的模型，在此基础上形成一定的理论，把该理论应用于工业实际，然后