化工原理练习题

[一]单选择题(1)根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数_________。

（1）大于气相分传质系数；（2）近似等于液相分传质系数；(3）小于气相分传质系数；（4）近似等于气相分传质系数。

(2)扩散通量式J A=-D(dC A/dZ)：可以用于多组分系统；只能用于双组分系统；只能用于稀溶液；只能用于理想气体；只能用于液相；可以同时用于液相或气相系统。

(3)在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点____________。

(1)y*=y (2)x*=x (3)x i*=x i(4)y i=x i(4)双组分气体（A，B）进行稳定分子扩散。

设J A、J B及N A、N B分别表示在传质方向上某截面处溶质A、B的扩散通量与传质速率。

当整个系统为单向扩散时，有(1) |J A|>|J B|，|N A|>|N B| (2) |J A|=|J B|，|N A|=|N B|(3) |J A|=|J B|,，N A|>|N B| (4) |J A|=|J B|，|N A|>|N B|>0(5)逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在————达到平衡。

（A 塔顶、B 塔底、C 塔中部）(6)通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。

(A)回收率趋向最高(B)吸收推动力趋向最大(C)操作最为经济(D)填料层高度趋向无穷大。

(7) 吸收塔设计中，最大吸收率与_____无关。

max(A) 液气比；(B) 液体入塔浓度x2；(C) 相平衡常数m；(D) 吸收塔型式(8) 吸收塔操作时，若解吸因数mG/L增加，而气液进口组成不变，则溶质回收率将—————（⑴增加；⑵减少；⑶不变；⑷不定），而出塔液体浓度将——————（⑴增加；⑵减少；⑶—不变；⑷不定）。

(9) 连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为Ｎ。

若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。

（Ａ）Ｎˊ＞Ｎ；（Ｂ）Ｎˊ＝Ｎ；（Ｃ）Ｎˊ＜Ｎ；（Ｄ）判断依据不足。

(10)精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。

此话______________。

（1）对; （2）错; (3)无法判断(11) 精馏塔设计时采用的参数F、x f、q、D、x D、R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则所需理论板数。

（1）增大（2）减小（3）不变（4）不确定(12) 某精馏塔，精馏段理论板数为N1，提馏段理论板数为N2，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且F、x F、q、R、V等均不变，则此时。

（1）x D增加，x W不变（2）x D增加，x W减小（3）x D增加，x W增加（4）x D增加，x W的变化视具体情况而定。

(13) 干燥热敏性物料时, 为提高干燥速率, 不宜采取的措施是_________。

(A) 提高干燥介质的温度；（B）改变物料与干燥介质的接触方式；（C）降低干燥介质相对湿度；（D）增大干燥介质流速。

(14) 在某常压连续干燥器中采用废气循环操作, 即由干燥器出来的一部分废气(t B, H B)和新鲜空气(t0, H0)相混合, 混合气(t M, H M)经预热器加热到t N、H N状态后送入干燥器进行等焓干燥过程。

已知水分蒸发量为W, 则根据对整个干燥系统的物料衡算可得绝干空气量L为______。

(A) L=W/(H B-H N) ；(B) L=W/(H B- H M) ；(C) L=W/(H B- H0) ；(D) L=W/( H M– H0)。

[二]填空题(1) 当温度增高时，溶质在液相中的扩散系数将_增大_________。

(2) 费克定律的表达式为___________________，它反映了_____分子扩散速率_________的定量规律。

(3)双组分理想气体系统经绝热压缩,其总压增加一倍,则过程前后系统中的扩散系数D1与D2的关系应该是D2=_2______D1。

(4) 在设计吸收塔时，增加吸收剂用量，将使操作线的斜率__变大________和吸收过程的推动力(Δy m)_变大_______。

(5) 在填料吸收塔的计算中,表示设备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_________________ 。

(6) 简单蒸馏的主要特点是_____间歇不稳定分离程度不高_____________________________________。

(7)直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_____难挥发祖坟为水，切要求釜液中易挥发组分浓度很低__________________________________________________________的场合。

(8)精馏塔中的恒摩尔流假设，其主要依据是各组分的___摩尔汽化潜热相等_______________________________，但精馏段与提馏段的摩尔流量由于__进料______影响而不一定相等。

(9) 已知某双组分混合液服从拉乌尔定律，在一定温度下，纯组分A的饱和蒸汽压为总压的2倍，x A=0.3，则y A=__0.6_________。

(10) 试比较设计连续精馏塔时，塔釜用直接蒸汽加热与间接蒸汽加热两种情况。

(>、=、<)(1)x f、x D、R、q,D/F相同,则N间____N直, x w间____x w直;(2)x f、x D、R、q,x W相同,则N间____N直。

(11) 判断正误：干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为湿球温度。

________(12) 将原湿空气（温度t0、湿度H0）经预热器加热，温度升高至t1后再送入常压干燥器中，现若t0、H0及t1均已知，则该预热过程所需热量Q的计算式为Q=____________________kJ/kg绝干气。

(13) 非结合水份是指______________________________________________________。

(14) 将干燥器出口废气的温度降低、湿度增加，可以提高热效率，但同时会降低干燥速率，这是因为______________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[三]计算题在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。

在常压、27°C下操作时混合气流量为1200m3/h，气体混合物的初始浓度为0.05（摩尔分率），塔截面积为0.8m2，填料层高为4m，气相体积总传质系数K y a为100kmol/(m3h)，气液平衡关系符合亨利定律，且已知吸收因数为1.2。

试求混合气离开吸收塔的浓度和回收率。

[四]计算题一精馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯一甲苯物系，采用回流比R=3。

今测得塔顶馏出液浓度x D=0.985和第一块塔板下流液体浓度x1=0.970（均为摩尔分率）；已知物系的相对α，试计算第一块塔板的板效率E mV。

挥发度58=.2[五]计算题如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液100kmol，苯含量为50%（摩尔%，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80%，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度为2.5，求每小时获得的顶馏出液量D、釜排出液量W及浓度x W。

VD,xDLF,xFW, x[六]计算题有一连续干燥器在常压下操作,生产能力为1000kg/h(以干燥产品计)物料水分由12%降为3%(均为湿)物料温度则由15℃至28℃,绝干物料的比热为1.3kJ/(Kg绝干料,℃),空气的初温为25℃,湿度为0.01kg/kg 绝干空气,经预热器后升温至70℃,干燥器出口废气为45℃,设空气在干燥器进出口处焓值相等,干燥系统热损失可忽略不计,试求:①在H-I 图上(或t-H 图上)示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点;②空气用量(m 3/h )(初始状态下);③为保持干燥器进出口空气的焓值不变,是否需要另外向干燥器补充或移走热量?其 值为多少?(答案)[一]单选择题(1)（2）(2) 只能用于双组分系统；可以同时用于液相或气相系统(3)（3）(4) (3)(5) 塔底(6) D(7) D(8) 减少 ；不定(9) c(10) （1）⎩⎨⎧>==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+12.133.0175.01D D x R R x R R ∴ 不可能(11) (2)(12) （2）理由：Θ精馏段板数增多∴精馏段分离程度提高，即x D 增大。

这时，从精馏段进入加料板的液相组成降低，而提馏段板数不变，故x W 必减小。

或V R F 、、Θ不变 W D 、∴不变，由全塔物料衡算方程可知x W 将变小。

(13) (A)(14) C[二]填空题(1) 增大(2) dzdC D J A AB A -=，分子扩散速率(3) D ∝T 1.81/P ∴D 2=2D 1(4) 变大，变大(5)传质单元高度，传质单元数(6) 间歇、不稳定、分离程度不高(7)难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低。

(8) 摩尔汽化潜热相等，进料(9)0.6理由：6.0220==∴===A A AA A A A x y Px x p Py p(10) （１）＜，＞（２）＞(11)对(12) Q=(1.01+1.88H 0) (t 1-t 0)(13)在物料表面和大孔隙中附着的水份。

(14) 废气出口温度低，单位质量干空气携带走热量少，故热效率得以提高，但废气出口温 度低、湿度增加，热、质传递的推动力降低，干燥速率变小。

[三]计算题属低浓气体吸收())()h m kmol G h m kmol G ⋅=⨯+⨯=⋅=⨯+⨯⨯⨯=22588.608.01272.2732.2734.22120088.608.0272.273831410013.11200或 m a K G H y OG 6088.010088.60=== 57.66088.04===OG OG H H N 833.02.111==A 又 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--⎪⎭⎫ ⎝⎛--=A y y A N A OG 10011ln 11211 即 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=833.005.0833.01ln 833.01157.62y 解之得：00386.02=y%3.9205.000386.01112=-=-=y y η[四]计算题精馏段操作线方程为：246.075.04985.043111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 974.0246.0970.075.0246.075.012=+⨯=+=∴x y又 ()988.0970.058.11970.058.21111*1=⨯+⨯=-+=x x y αα %1.78974.0988.0974.0985.02*1211=--=--=∴y y y y E mV[五]计算题 ()()()()hkmol D F W h kmol x x x x F D y y x R x x R R y y y x x y W D W F W D D /9.821.17100/1.17438.08.0438.05.0100438.0661.05.15.2661.01661.048.0615.04311615.08.05.15.28.018.022121111=-=-==--⨯=--==⨯-=--==+⨯=+++==⨯-=--===αααα[六]计算题①如图示②干物料量G c= 1000×(1-0.03)=970Kg/h W2 =30kg/hW1/(970+W1)=0.12 故W1=132.3kg/h蒸发水量W=132.3-30=102.3 kg/h由H-t图可得H 2=0.02Kg/kg干料L(H2 -0.01)=102.3 L=102.3/(0.02-0.01)=10230kg/h空气初始湿比容V=(0.773+1.244H1 )(273+t)/273=0.857m3/kg故空气用量10230×0.857=8770m3/h③Δ=0 q d=∑q-c w t M1=G c c M(t M2–t M1)+W2c w(t M2–t M1)/W-c w t M1=970×1.3×(28-15)/102.3+30×4.187×(28-15)/102.3-4.187×15=113.4kJ/kg水份。