《分离工程》课程试卷4

《分离工程》课程试卷4本试卷用于生物与化学工程系2005级化学工程与工艺专业（精化方向）本科学生（时量：120分钟总分100分）注意：1、答案必须填写在答题纸上，填写在试卷上的无效。2、答卷必须写明题目序号，并按题号顺序答题。3、请保持行距，保持卷面整洁。一、填空题：（共5题，每题5分，共25分）1．在精馏过程中，分离要求一定时，当回流一定，进料状态有五种。2.精馏塔设计时，当回流比增大时，所需的理论板数____,同时蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量_____,塔顶冷凝器中冷却剂消耗量____.3．精馏操作分离的依据是__;吸收操作的分离依据是_。4．在同一房间内不同物体的平衡水汽分压是否相同？。它们的含水量是否相同？。温度是否相同？。5.板式塔从总体上看汽液两相呈接触，在塔板上汽液两相呈接触。板式塔不正常操作现象通常有。（至少列出三种现象）二、问答题：（每题5分，共15分）1.在逆流操作的吸收塔中，其操作线及平衡线如下图，若其它操作条件不变而系统温度增加，则操作线和平衡线将如何变化，在图中表示出来。2．已知湿空气的干球温度为30℃，水汽分压为4kPa，试在湿空气的湿-焓图（H-I图）中定性绘出湿球温度tw、湿度H、焓I、露点td、相对湿度φ的求解过程示意图。3．板式塔设计中，塔板间距的选取主要考虑哪些因素？三．计算题1．（20分）在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为饱和液体，进料平均组成为0.35，要求塔顶组成为0.9（以上均为摩尔分率），塔顶为全凝器。塔釜组成为0.05。Y=f(X)组分的相对挥发度为2。取回流比为最小回流比的1.2倍。试计算：（1）写出精馏段操作线方程；（10分）（2）离开塔顶第一块板的液相实际组成为0.92，则以气相表示的单板效率为多少？（10分）2．（20分）在常压下逆流操作的填料吸收塔，已知入口惰性气体流量为100Kmol/hr,Y1=0.05(摩尔比，下同),回收率为90%，总传质单元高度为0.5米，进入系统的纯溶剂量规定为80Kmol/hr,x2=0,操作条件下的气液平衡关系为Y=0.8X。求（1）（1）液体出口浓度（2）（2）填料层高度。（3）若已知kya=2×10-4kmOL/(m3.s),kxa=0.4kmOL/(m3.s)。求[Kya?]KY,并判断本系统属于什么控制系统？3．（20分）采用常压的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下：空气的状况：进预热器前t0=20℃，H0=0.01kg水/kg绝干气；进干燥器前t1=120℃；出干燥器时t2=70℃，H2=0.05kg水/kg绝干气；物料的状况：进干燥器前θ1=30℃，w1=20%（湿基）；出干燥器时θ2=50℃，w2=5%（湿基）；绝干物料比热：Cs=1.5kJ/kg·℃。干燥器的生产能力为53.5kg/h（按干燥产品计）。试求：（1）绝干空气流量L（kg绝干气/h）；（2）预热器的传热量Qp（kJ/h）；（3）干燥器中补充的热量QD（kJ/h）。假设干燥装置热损失可忽略不计。《分离工程》课程试卷4参考答案及评分细则一、填空题：（共5题，每题5分，共25分）1、冷液进料、饱和液体进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料、过热蒸汽进料2.减少,增加，增加.3．组分间的相对挥发度的不同;溶质在溶剂中的溶解度的不同.4．是。否。是。5.逆流，错流。液泛、严重雾沫夹带、严重漏液、气泡夹带、干吹。（任意列出三种现象）二、问答题：（每题5分，共15分1、图示如右。2、3．板式塔设计中，塔板间距的选取主要考虑塔径、物系的性质（黏度、发泡情况等）。Y=f(X)三．计算题1、（1）泡点进料，进料方程为以xq=xf=0.35yq=0.52Rmin=2.24R=2.68精馏段操作线方程为y=0.7283x+0.2446（2）其中，y1=xD,y2=0.7283x1+0.2446＝0.86372、（1）Y1=0.05Y2=Y1×（1－0.9）＝0.005L(X1-X2)=V(Y1-Y2)X1=0.05625(2)s=1005.02211mXYmXYYmZ=9×0.5＝4.5米（3）1/Ky=1/ky+m/kxKy＝2×10-4kmOL/(m3.s),气膜控制3、解：（1）1111wwX2221wwX)1(22wGG)()(2102XXGHHLW解得75.250Lkg绝干气/h（2）)()(01001ttLCIILQHp00002490)88.101.1(HtHI11112490)88.101.1(HtHI得25797pQkJ/h(3)LDpQIIGIILQQQ)()('1'202QL=013885)()('1'202pDQIIGIILQkJ/h其中MCI'CM=Cs+XCw取Cw=4.187kJ/kg·℃qDqDxxyxRR1minmin2*121yyyyEmv%5.648637.092.08637.09.02*121yyyyEmv921mYYYNOG92.085.0185.02)1(111*1＝xaxy