化工原理下冊期末考試與答案

新鄉(xiāng)學(xué)院2012—2013學(xué)年度第一學(xué)期《化工原理》期末試卷A卷課程歸屬部門：化學(xué)與化工學(xué)院試卷適用范圍：io化學(xué)工程與工藝題號-4四總分得分得分評卷人一、填空（每題1分，共33分）.精饋操作依據(jù)以達(dá)到分離均相液體混合物。萃取操作的依據(jù)是O.對于一定條件下的填料吸收塔，如將填料層增高一些，則該塔的H ,OG N oOG .分離要求一定，當(dāng)回流比一定時，在5種進(jìn)料狀況中，進(jìn)料的q值最大，此時提福段操作線與平衡線之間的距離,分離所需的理論板數(shù)o.物料種類一定時，平衡水份X*的數(shù)值主要與空氣的狀態(tài)有關(guān)，如果空氣的溫度t下降，X*將O.若c*-c近似等于c-c,則該過程為 控制。i .某泡點進(jìn)料的連續(xù)精福塔，已知其精福段操作線方程為y=0.80x+0.172,提饋段操作線方程為y=L25x-0.0187,則回流比區(qū)=,偏出液組成TOC\o"1-5"\h\zx= ,釜液組成x= oD w .氣相總阻力可表示為，=L+，，其中」表示 ，KkHkk GG L G當(dāng)H時，，可忽略，則該吸收過程為 控制。 Hk L.漂流因子反映了,單項擴(kuò)散中的漂流因子。..在板式塔的設(shè)計中，要求液體在降液管中的停留時間大于o.浮閥塔的三種不正常操作情況有J、和過量液沫夾帶。.填料的幾何特性參數(shù)主要包括比表面積、、o12精福塔進(jìn)料有5種不同的熱狀況，當(dāng)進(jìn)料為氣液混合物且氣液摩爾比為2:3,時，則進(jìn)料熱狀況q=o13在三角形相圖上，三條邊上的點代表物系，三角形內(nèi)的點代表 物系。14.塔的負(fù)荷性能圖中包括 線，最下邊的一條線是 o15..吸收、解吸操作時，低溫對有利，低壓對有利。16.某理想混合液，其中一組平衡數(shù)據(jù)為x=0.376,y=0.596,此時平均相對A A揮發(fā)度為O17..精福操作過程中，如果采用全回流，則回流比R=,此時精饋段的操作線方程為：。18.理想干燥過程是過程。得分|評卷人|二、判斷正誤，正確的打?qū)μ?，錯的打錯（6分）.若精餾段操作線方程為y=0.75x+0.3,這是可能的。（）料，干燥至X廣0.1kg水/kg絕干物料，，則干燥物料表面溫度 （ ）。A.>tB.=tC. =td D.=t3.飽和空氣在恒壓下冷卻，溫度由^降至t2,其相對濕度 （ ），露點溫度?。?。A.增加B.減小C.不變D.無法確定.在吸收操作過程中，如果實際液氣比小于最小液氣比，將無法操作。（）.物料的平衡水份一定是結(jié)合水份。（）.在操作中的精餾塔，回流比R越大，需要的板數(shù)越少。（）.萃取過程中，物系的溶解度曲線與操作溫度無關(guān)。（）.一個正常操作中的吸收塔，當(dāng)吸收溫度降低后，X1減小、Y2增大的現(xiàn)象是不可能出現(xiàn)的。（）得分|評卷人 三、選擇題（每題L5分，共27分）.某二元混合物，其中A為易揮發(fā)組分，液相組成xa=0.56,相應(yīng)的泡點溫度為“與之平衡的氣相組成為yA=0.65,相應(yīng)的露點溫度為h，則。A.t>tB.t<tC.t=t.已知物料的臨界含水量為0.2kg水/kg絕干物料，空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw,露點溫度為I?，F(xiàn)將該物料自含水量Xj0.45kg水/kg絕干物.萃取劑的加入量應(yīng)使原料與萃取劑的和點M位于：。A.溶解度曲線上方區(qū)的單相區(qū) B.兩相區(qū) C.任何位置均可.在精餾塔中每一塊塔板上。A.只進(jìn)行傳質(zhì)作用 B.只進(jìn)行傳熱作用 C.同時進(jìn)行傳熱傳質(zhì)作用.蒸餾操作的主要費用是：。A.加熱氣化B.氣相冷凝 C.加熱和冷凝.在穩(wěn)定操作的吸收塔內(nèi)，任意截面上的傳質(zhì)速率NA 。A.相等 B.不等.某一物系，總壓一定，三個溫度下的亨利系數(shù)分別用EjE2E3表示，如果E1>E2>E3，則對應(yīng)的溫度順序為：A.t>t>tB.t<t<tC.不定9..推動力（Y-Y*）與吸收系數(shù)對應(yīng)。A.KG B.KY C.k D.kG.某精福塔的理論板數(shù)為18塊（不包括塔釜），其全塔效率為0.45,則實際板數(shù)為:oA.34 B.40C.9.在板式塔設(shè)計中，加大板間距，負(fù)荷性能圖中有關(guān)曲線的變化趨勢是，霧沫夾帶線（）,液泛線（）oA.上移B.下移C不變.傳質(zhì)通量N等于J的條件是。A A A.單項擴(kuò)散 B.等分子反向擴(kuò)散C湍流擴(kuò)散 D穩(wěn)定擴(kuò)散.常壓下，苯的沸點是80.1。。，環(huán)己烷的沸點是8。.739，欲使該兩組分溶液得到高純度分離，宜采用的分離方法是（）A.恒沸精饋 B.萃取精饋 C普通精饋.進(jìn)行萃取操作時應(yīng)使oA.分配系數(shù)大于1 B.分配系數(shù)小于1C選擇性系數(shù)大于1D選擇性系數(shù)等于1.下列情況不是誘發(fā)液泛的原因：oA.氣、液負(fù)荷過大B.過量霧沫夾帶C過量漏液D.板間距過小.在精福操作中，進(jìn)料溫度不同，會影響oA.塔頂冷凝器熱負(fù)荷B.塔底再沸器熱負(fù)荷C.兩者都影響W|評卷人 四、計算題（34分）L（1。分）在常壓下用熱空氣干燥某濕物料，濕物料的處理量為1000kg/h,溫度為20℃,含水量為4%（濕基，下同）,要求干燥后產(chǎn)品的含水量不超過0.5%?？諝獾某跏紲囟葹?0℃,相對濕度為50%,將空氣預(yù)熱至100℃進(jìn)干燥器,出干燥器的溫度為50℃,濕度為0.06kg/kg絕干氣。20℃時空氣的飽和蒸氣壓為2.3346kPa試求（1）新鮮空氣的消耗量；（2）預(yù)熱器的加熱量QP（14分）在連續(xù)精福塔中分離A、B兩組分溶液。原料液的處理量為100kmol/h,其組成為0.45（易揮發(fā)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)，下同），飽和液體進(jìn)料，要求饋出液中易揮發(fā)組分的回收率為96%,釜液的組成為0.033。試求（1）?出液的流量和組成；（2）若操作回流比為2.65,寫出精福段的操作線方程；（3）提福段的氣、液相負(fù)荷。（4）提福段的操作線方程（1。分）在101.3kPa及25℃的條件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合氣中的二氧化硫。已知混合氣進(jìn)塔和出塔的組成分別為丫=。.。417、Y=0.002。1 2假設(shè)操作條件下平衡關(guān)系服從亨利定律，亨利系數(shù)為4.13X103kPa,吸收劑用量為最小用量的1.45倍。求：（1）試計算吸收液的組成；（2）若操作壓力提高到1。13kPa而其他條件不變，再求吸收液的組成。新鄉(xiāng)學(xué)院2012-2013學(xué)年第一學(xué)期期末考試《化工原理》試題標(biāo)準(zhǔn)或參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（A卷）答案一、填空（每題1分，共30分）.揮發(fā)度不同，溶解度不同.不變，增大.過冷液體，遠(yuǎn)，少.增大..液膜.4,0.86。.氣膜阻力，很大，氣膜。.主體流動對傳質(zhì)的影響，大于。.3-5秒。.液泛、嚴(yán)重漏液。.空隙率、填料因子。12.0.613._14.5,漏液線或氣體流量下線限15.吸收，解析。16.2.44817.無窮大，y=x二、判斷正誤錯、錯、對、錯、錯、對三、選擇題（每題1.5分，共30分）1-5、C,A,CA,B,C6-10>C,B,A,B,BTOC\o"1-5"\h\z11-15> C,C16>B四、計算題（34分）1.解：（1）（6分）新鮮空氣消耗量，即H-H2 1絕干物料G=GG-.)=1000G_0.04)kg絕干料,h=960kg絕干料,h114 .X=—kg/kg絕干料=0.04167kg/kg絕干料96X=3~kg/kg絕干料=0.00503kg/kg絕干料99.5所以W=G(X-X)=960(0.04167-0.00503)kg/h=35.17kg/h1 220℃時空氣的飽和蒸氣壓為〃=2.3346kPas0.622(pp 00.622(pp 0-s—101.33-cpP0s0.622x0.5x2.3346101.33-0.5x2.3346kg/kg絕干氣=0.00725kg/kg絕干氣WH-H

2 135.170.06-0.00725kg絕干氣/h=666.7kg絕干氣/hTOC\o"1-5"\h\zL=lk+H)=666.7(L+0.00725)kg新鮮空氣/h=671.6kg新鮮空氣/h0 0(2)預(yù)熱器的加熱量Q,用式11-31計算Q,即(4分)p PQ=L(1.01+1.88H)(r-t)P 0 1 0=666.7^,01+1.88x0.00725）（00-20）kJ/h=54596kJ/h=15.17kW2.解：（1）偏出液的流量和組成（6分）由全塔物料衡算，可得qx=0.96q%=0.96x100x0.45kmol/h=43.2kmol/hn,DD n,FFqx=(1-0.96)x100x0.45kmol/h=1.8kmol/h*wwqx=:—kmol/h=54.55kmol/h〃.ww0.033q=q-q=(L00-54.55)kmol/h=45.45kmol/hn,Dn,Fn,W%D45.45%D45.45432上一=0.9505（2）精福段操作線方程（2分）x-EFH+13.65x-EFH+13.652.65 0.9505…「八——％+ =0.726%+0.26043.65（3）提偏段的液、氣相負(fù)荷（4分）=q+qq=Rq+q=(2.65x45.45+100)=220.4kmol/hn,Ln,F n,Dn,F=q-q(l-q)=q

nyn,F n,Vq(1+7?)=165.9kmol/hn.D(4)qy'=x'—qn，-^x=1.32x-0.0108qwnN'(2分)3.解:/_,、E4.13X103(1)m=—= =40.77p101.3t吸收劑為清水，所以x2=0(6分)minY~Y._Q-Q417-0.002Y./m-X―0.0417；40.77-0r2二38.81所以操作時的液氣比為■=1.45Q*V(、q—%L[①'癡i=1.45x38.81=56.27吸收液的組成為X=-G-y)+X=X(0.0417-0.002)+0=7.055x1