化工原理(下)習(xí)題.doc

化工原理下冊習(xí)題一、填空題1. 1. (2分) 在常壓下，20時，氨在空氣中的分壓為15.2 kPa, 與之平衡的氨水濃度為15 kg NH3/100 kg H2O，此時m=_。2. (4分）將含SO2為10%（體積）的氣體混合物與濃度為0.020 kmol/m3的SO2水溶液在一個大氣壓下相接觸。操作條件下兩相的平衡關(guān)系為PA*=1.62CA (atm)，則SO2將從_相向_相轉(zhuǎn)移，以氣相組成表示的傳質(zhì)總推動力為_atm。3. (2分) 低濃度氣體吸收中，已知平衡關(guān)系為y=1.5x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=210-5 kmol/m3.s, 則此體系屬_控制。4. (2分) 吸收塔底部排液管成U形，目的是起_作用。操作中的吸收塔，若使用液氣比小于設(shè)計時的最小液氣比，則其操作結(jié)果是_。5. (2分）在氣體流量，氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時。若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力_，操作線將靠近_。6. (4分) 將相對揮發(fā)度為2.47的某二元混合物在全回流操作的塔中進(jìn)行精餾，現(xiàn)測得全凝器中冷凝液組成為0.98，塔內(nèi)第二層塔板上升的汽相組成為0.969，則離開塔頂?shù)谝粚铀宓囊合酀舛葹開，塔頂?shù)谝粚影宓钠嗄ダ镄蕿開。7. (2分) 常壓下乙醇-水溶液的y-x圖上，有一點是平衡線與對角線的交點M, 此點溶液稱為_, 其兩相的濃度_。8. (5分) 某精餾塔的設(shè)計任務(wù)為：已知原料量和組成分別為F, xF要求塔頂塔底組成分別為xD，xW設(shè)計時若選定的回流比R不變，加料狀態(tài)由原來的飽和蒸汽加料改為飽和液體加料，則所需的理論板數(shù)NT_，提餾段上升蒸汽量_，提餾段下降液體量_，精餾段上升蒸汽量_，精餾段下降液體量_。（填增加，減少，不變）。9. (4分) 精餾操作有_種加料熱狀況，其中_加料時進(jìn)料位置最高；而在_進(jìn)料時，進(jìn)料位置最低。用圖解法求理論板時，在F，xF，xD，q，xW，R和操作壓力P 7個參數(shù)中與_無關(guān)。10. (2分) 等速干燥階段物料表面的溫度等于_。11.12. (2分) 將含水量為0.5 kg水/kg絕干料的某物料與一定狀態(tài)的空氣接觸，測出物料的平衡水分為0.05 kg水/kg絕干料，則此物料的自由水分為_。13. (4分) 臨界濕含量與哪些因素有關(guān)？（舉其中四個因素）_。14. (2分) 等速干燥階段物料表面的溫度_干燥介質(zhì)的濕球溫度。15. (3分) 當(dāng)空氣的濕含量一定時，其溫度愈高，則相對濕度愈_，表明空氣吸濕能力愈_，所以濕空氣在進(jìn)干燥器_都要經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱。二、選擇題1. (2分) 低濃度氣體吸收中，已知平衡關(guān)系為y=2x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=210-5 kmol/m3.s, 則此體系屬_控制。A.液膜B. 氣膜C.氣液雙膜2. (2分) 低濃度氣體吸收中，已知平衡關(guān)系為y=2x，kxa=310-5kmol/m3.s, kya=0.2 kmol/m3.s,則此體系屬_控制。A. 氣膜B. 液膜C.氣液雙膜3. (4分)對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時，其溶解度系數(shù)H將_，亨利系數(shù)E將_。A.增加B.減少C.不變4. (2分) 精餾過程的操作線為直線，主要基于_。A. 塔頂泡點回流B. 理想物系C. 恒摩爾流假定D. 理論板假定5. (2分) 一操作中精餾塔，若保持F，xF，q，V(塔釜上升蒸汽量）不變，減小D，則塔頂易揮發(fā)組分回收率_。A. 增大B. 不變 C.減少D. 不確定6. (2分) 當(dāng)回流從全回流逐漸減小時，精餾段操作線向平衡線靠近。為達(dá)到給定的分離要求，所需的理論板數(shù)_。A. 逐漸減少B. 逐漸增多C. 不變7. (2分) 某精餾塔的理論板數(shù)為15塊（包括塔釜），全塔效率為0.5，則實際塔板數(shù)為_塊。A. 28B.29C. 308. (2分) 精餾過程的操作線為直線，主要基于_。A. 恒摩爾流假定B. 塔頂泡點回流 C. 理想物系D. 理論板假定9. (2分)精餾塔操作線的斜率為R/(R+1)，全回流時，其斜率等于_。A. 0B. 1C.10. (2分) 當(dāng)回流從全回流逐漸減小時，精餾段操作線向平衡線靠近。為達(dá)到給定的分離要求，所需的理論板數(shù)_。A. 逐漸減少B.逐漸增多C. 不變11. (2分) 某精餾塔的理論板數(shù)為17塊（包括塔釜），全塔效率為0.5，則實際塔板數(shù)為_塊。A. 34B.31C. 30D. 3212. (2分) 對于恒速干燥階段，下列哪個描述是錯誤的？A.干燥速度與氣體的性質(zhì)有關(guān)B.干燥速度與氣體的流向有關(guān)C.干燥速度與氣體的流速有關(guān)D.干燥速度與物料種類有關(guān)13. (2分) 在一定空氣狀態(tài)下，用對流干燥方法干燥濕物料時，能除去的水分為_，不能除去的水分為_。A.平衡水分B. 結(jié)合水分C.非結(jié)合水分D. 自由水分14. (2分) 物料中非結(jié)合水的特點之一是其產(chǎn)生的水蒸汽壓_同溫度下純水的飽和蒸汽壓。A. 小于 B. 等于C. 大于D.不確定 15. (2分) 若是干燥同一物料，當(dāng)物料的臨界含水量較早出現(xiàn)時，則干燥所需的時間_。A. 延長B.不變C. 縮短16. (2分) 影響恒速干燥速率的主要因素是_。A. 空氣的狀態(tài)B.物料的含水量C.物料的性質(zhì)17. (2分) 將不飽和空氣在總壓和溫度不變的情況下進(jìn)行冷卻而達(dá)到飽和時的溫度，稱為濕空氣的_。A.濕球溫度B.絕熱飽和溫度C.露點三、分析證明題 1. 設(shè)在一氣液逆流接觸的吸收塔內(nèi)氣體進(jìn)入量為G mol/m2.s，液體進(jìn)入量為L mol/m2.s；氣體進(jìn)口濃度為y1，出口濃度為y2（以上濃度均為摩爾分?jǐn)?shù)），塔內(nèi)氣體平衡關(guān)系符合亨利定律y*=mx。試證明：當(dāng)mG/L=1時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為。2. 在逆流操作的填料吸收塔中，對某一低濃氣體中的溶質(zhì)組分進(jìn)行吸收，現(xiàn)因故吸收劑入塔濃度變大，而其它操作條件均不變，試分析出塔氣體、液體濃度如何變化？3. 一操作中的常壓連續(xù)精餾塔分離某混合液?，F(xiàn)保持回流液量和進(jìn)料狀況（F、xF、q）不變，而減小塔釜加熱蒸汽量，試分析xD、xW如何變化？四、計算題1. (15分) 某廠有一填料吸收塔，直徑為880 mm，填料層高6 m，所用填料為56 mm的拉西環(huán)。在25及101.325 kPa（絕壓）時，每小時處理2000 m3含5%（體積）丙酮的空氣-丙酮混合氣，處理時用水作溶劑，塔頂送出的尾氣中含丙酮0.263%（體積）。塔底送出的溶液中每kg含丙酮61.2 g。在上述操作條件下，平衡關(guān)系為y*=2x。根據(jù)上述所測出的數(shù)據(jù)，試求：（1）氣相總傳質(zhì)系數(shù)Kya；（2）每小時回收的丙酮量。2. (20分) 擬在直徑為1 m的填料吸收塔中，用清水逆流吸收空氣混合物中的可溶組分，混合氣的處理量為30 kmol/h,氣液相平衡關(guān)系為y=2x。已知該可溶組分的進(jìn)口濃度為8%（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）?，F(xiàn)要求其出口濃度不大于1%，取操作液氣比為L/G=2，此時氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.0186 kmol/m3.s。試求：（1）操作液氣比為最小液氣比的多少倍？（2）所需的填料層高度。3. (20分) 用連續(xù)精餾塔分離某二元混合液，原料液流量為200 kmol/h，露點進(jìn)料，進(jìn)料濃度為0.5，塔頂餾出液濃度為0.96，釜液濃度為0.1(以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率）。操作條件下相對揮發(fā)度為3，塔頂采用全凝器，泡點回流。塔釜間接蒸汽加熱，且塔釜汽化量為最小氣化量的1.5倍。試求：（1）塔釜的氣化量；（2）離開第二層理論板的液體濃度（由塔頂往下數(shù)）。4. (20分) 一連續(xù)操作的常壓精餾塔用來分離苯甲苯混合液，原料液流量為500 kmol/h，泡點進(jìn)料，進(jìn)料濃度為0.5，欲使塔頂含苯0.95 ，塔底含苯0.05 (以上均為摩爾分率）。操作條件下相對揮發(fā)度為2.5，R=1.5Rmin, 塔頂蒸汽先進(jìn)入分凝器，所得冷凝液全作回流，未冷凝的蒸汽進(jìn)入全凝器，得最后產(chǎn)品。試求：（1）塔頂和塔底產(chǎn)品量；（2）塔頂?shù)谝粚永碚摪迳仙恼羝M成。5. (15分）有一連續(xù)干燥器在常壓下操作，生產(chǎn)能力為1000 kg/h (以干燥產(chǎn)品計）。物料水分由12%降至3%（均為濕基），空氣的初溫為25，濕度為0.01 kg水/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱器后升溫至70，干燥器出口廢氣的干球溫度為45。 設(shè)空氣在干燥器進(jìn)出口處焓值相等。試求：（1）在H-I圖上表示空氣的狀態(tài)變化過程；（2）初始狀態(tài)下的空氣用量為多少m3/s？6. (20分)在常壓下用連續(xù)干燥器干燥含水1.5%（濕基）的物料。干燥器的處理能力為G1=2.56 kg/s，物料進(jìn)口溫度為25，產(chǎn)品出口溫度為35，其中含水0.2% (濕基)，絕干物料的比熱為1.842 kJ/kg.K，原濕空氣的濕度為0.0165 kg水/kg干空氣，在預(yù)熱器內(nèi)加熱至95后再送入干燥器，干燥器中不再補充熱量。已知空氣離開干燥器時的干球溫度為65，干燥器中熱損失為586 kJ/kg汽化水，試求：(1) 干燥產(chǎn)品流量；(2) 空氣消耗速率（kg干空氣/s）。7. (15分)在多級逆流接觸式萃取器中，每小時用40kg純?nèi)軇㏒對某A、B兩組分混合液進(jìn)行萃取分離。在操作條件下，B與S完全不互溶，以質(zhì)量比表示的分配系數(shù)為1.5。已知稀釋劑B的流量為30kg/h，原料液中A的質(zhì)量比組成XF=0.3kgA/kgB，要求最終萃余相