2011-2012学年第2学期期末考试化工原理试题C答案

1滨州学院2011－2012学年第二学期期末考试应用化工技术专业（专）2010级《化工原理Ⅲ2》试卷（C）答案及评分标准一、填空(每空1分，共31分)1．物料表面水分的汽化速率；表面汽化控制阶段2．不互溶；降低；降低；五种；q=3/5=0.63．下降；下降；下降；不变；上升4．液膜推动力(xi-x)；kmol/(m2·s)5．冷液体、最远、最少。6．普通精馏分离、萃取精馏或恒沸精馏分离。7．液膜阻力，气膜阻力H/kG8．y*，x9．增加；增加10．减少；增加11．越大，越大12．省掉再沸器，减少设备费；提高加热蒸汽利用率，节约能耗，减少操作费二、选择(每题1分，共13分)1．D；2．BCB；3．D；4．B；5．D；6．D；7．B；8．B；9．A；10．B；11．C。三、简答(每题4分，共20分)1．固体除湿方法（1）机械除湿。物料湿分较多时，可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的湿分；（2）吸附除湿。用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如CaCl2、硅胶等）与湿物料并存，使物料中的湿分相继经气相而转入干燥剂内；（3）供热除湿(干燥)。用热空气或其它高温气体为介质，使之流过物料表面，介质向物料供热并带走汽化的湿分，此种除湿方法常称为对流干燥，是本章讨论的主要内容。2．说明浮阀塔的优点（1）生产能力大（2）操作弹性大（3）塔板效率高2（4）塔板压降及液面落差较小（5）塔的造价低3．在选择吸收剂时应注意的问题（1）溶解度（2）选择性（3）挥发度（4）粘性（5）其他无毒、无腐蚀、不易燃、不发泡、冰点低、价廉易得并且化学稳定。4．双膜理论的要点①当气液两相相互接触时，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在气液相界面处，气液两相处于平衡状态，无传质阻力。③在气膜、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。5．恒摩尔流假设①恒摩尔气流精馏操作时，在精馏塔的精馏段内，每层板的上升蒸汽摩尔流量都是相等的，在提馏段内也是如此，但两段的上升蒸汽摩尔流量却不一定相等，即：V1=V2=...=Vn=VV1'=V2'=...=Vm'=V'式中V----精馏段中上升蒸汽摩尔流量（kmol/h)；V'---提馏段中上升蒸汽摩尔流量（kmol/h)。②恒摩尔液流精馏操作时，在塔的精馏段内，每层板下降的液体摩尔流量都是相等，在提馏段内也是如此，但两段液体的摩尔流量却不一定相等，即：L1=L2=...=Ln=LL1'=L2'=...=Ln'=L'式中L----精馏段中下降液体摩尔流量（kmol/h)；L'---提馏段中下降液体摩尔流量（kmol/h)。四、计算题(第1题15分，第2题10分，第3题11分，共36分)1．解：(1)新鲜空气消耗量，即21WLHH-------------------------------------------------------------------------------(1分)3绝干物料hkg960hkg04.011000111绝干料绝干料wGG----------------------(1分)绝干料绝干料kgkg04167.0kgkg9641X-----------------------------------------(1分)绝干料绝干料kgkg00503.0kgkg5.995.02X---------------------------------------(1分)所以12()960(0.041670.00503)kg/h35.17kg/hWGXX20℃时空气的饱和蒸汽压为s2.3346kPap绝干气绝干气kgkg00723.0kgkg3346.25.033.1013346.25.0622.033.101622.0s0s00ppHhkg5.666hkg00723.006.017.3512绝干气绝干气HHWL---------------------(1分)hkg3.671hkg00723.015.666100新鲜空气新鲜空气HLL-----------(1分)（2）预热器的加热量Ｑp，用式11-31计算Ｑp，即P010(1.011.88)()QLHtt-----------------------------------------------------------(1分)666.51.011.880.0072310020kJ/h--------------------------------------(1分)54578kJ/h15.16kW-------------------------------------------------------------(1分)（3）加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数加热物料耗热''21m21()QGIIGc--------------------------------------------------------------(1分)kW99.34hkJ125952hkJ206028.3960--------------------------------(1分)总耗热量2o2m221L1.01()(24901.88)()QLttWtGcQ----------------------------(1分)kW36.67hkJ242484hkJ545781.025952.15088.1249017.3520505.66601.1加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数：125952100%51.9%242484------------(1分)（4）干燥器的热效率，若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则用式11-37计算干燥系统的热效率。2(24901.88)35.17(24901.8850)100%100%37.5%242484WtQ------------(2分)42．解：水溶液中CO2的浓度为33350/1000kmol/m0.008kmol/m44c---------------------------------------------(1分)对于稀水溶液，总浓度为3t997.8kmol/m55.4318ckmol/m3--------------------------------------------------(1分)水溶液中CO2的摩尔分数为4t0.0081.4431055.43cxc-------------------------------------------------------------(1分)由54*1.66101.44310kPa23.954pExkPa----------------------------------(2分)气相中CO2的分压为t101.30.03kPa3.039ppykPa*p----------------------------------(2分)故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。---------------------------------------------(1分)以CO2的分压表示的总传质推动力为*(23.9543.039)kPa20.915pppkPa-------------------------------------(2分)3．解：由题给数据，可得kmol/h.3972kmol/h04.096.004.046.060WDWFFn,Dn,xxxxqq-----------------------------(2分)kmol/h32.61kmol/h39.2760Wn,q------------------------------------------------(1分)（1）40℃冷液进料q值可由定义式计算，即255.1371409282.111FbPrttcq------------------------------------------------(2分)h119.4kmol/kmol/h60255.1139.2718.211Dn,FqqRV------(2分)（2）饱和液体进料此时q=1-----------------------------------------------------(1分).1kmol/h041kmol/h39.278.31Dn,qRVV---------------------------------(1分)（3）饱和蒸气进料q=0------------------------------------------------------------(1分).1kmol/h44kmol/h601.104Fn,qVV--------------------------------------------(1分)