齐齐哈尔大学化工原理下册期末试题

kmol/（m2h） ，
6. 若维持不饱和空气的湿度 H 不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球 温度_________ 7. 非结合水份是指 。 8. 已知在 t=50 ℃、P=1 atm 时空气中水蒸汽分压 pw =55.3 mmHg，则该空 气的湿含 H=___________；相对湿度φ=________； （50 ℃时水的饱和蒸 汽压为 92.51 mmHg） 。
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化工原理Ⅰ2
的摩尔分率，下同） ，塔底釜液组成为 0.05。在操作条件下，苯和甲苯的 相对挥发度为 2.5。 求： （1）塔顶和塔底产品量； （2）最小回流比；
六、计算（共 1 题 10 分）
在总压 P=500 kN/m2、温度 t=27 ℃下使含 CO2 3.0%（体积%）的气体 与含 CO2 370 g/m3 的水相接触， 试判断是发生吸收还是解吸？并计算以 CO2 的分压差表示的传质总推动力。已知：在操作条件下，亨利系数
W Gc x1 x2 0.167 0.667 0.053 0.1025Kg / s
2）
（5 分）
H1
0.622 p P p 0.622 1.0 101.3 1.0 0.0062 Kg / Kg 干空气 H2 0.622 p P p 0.622 wenku.baidu.com 0.7 7.4 101.3 0.7 7.4 0.0335 Kg / Kg 干空气
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化工原理Ⅰ2
kG=9.87 10-4 kmol/ （ m2 h kPa ） ， 液 膜 吸 收 分 系 数 kL=0.25 kmol/
（m2hkmol/m3） ， 溶质的溶解度系数 H＝1.48 kmol/ （m3 kPa） ， Ky=__________
y
2.5 x 1 1.5 x
2
②
令①=②并化简得： 1.5 x 1.7 x 1.2 0 求得 q 线与平衡线交点：
xq 0.492 Rmin
，
yq 0.708 0.95 0.708 1.12 0.708 0.492
p co2 500 0.03 15 KN / m 2
化工原理Ⅰ2
A C
被分离物系的汽液平衡关系 进料组成和进料状态
B D
塔顶产品组成 塔底产品组成
3.在二元混合液中，_______的组分称为易挥发组分。 A 沸点低 B 沸点高 C 沸点恒定 D 沸点变化
4. 在常压下苯的沸点为 80.1 ℃，环己烷的沸点为 80.73 ℃，为使这两 组份的混合液能得到分离，可采用哪种分离方法？_______ A 恒沸精馏 B 普通精馏 C 萃取精馏 D 水蒸汽直接加热精馏 5.用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律） ， 操 作 压 力 为 113 kPa ， 相 平 衡 常 数 m=0.25 ， 已 知 其 气 膜 吸 收 分 系 数 kG=1.2310-2 kmol/（m2hkPa） ，液膜吸收分系数 kL=0.85 m/h，则该系统属 于_______控制过程。 A 气膜控制 B 液膜控制 C 双膜控制 D 不确定 6.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相 总浓度增加时其溶亨利系数Ｅ将_______。 A 增加 B 减少 C 不变 7. 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_______。 A y*=y B x*=x C xi*=xi D yi=xi 8. 温度为 t0，湿度为 H0，相对湿度为0 的湿空气，经一间接蒸汽加热的预 热器后，空气的温度为 t1，湿度为 H1，相对湿度为1，则______ 。 A H0>H1 B 0>1 C H0<H1 D 0<1 9. 同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量_______。 A 愈低 B 愈高 C 不变 D 不一定 10. 湿物料的平衡水份一定是_______。 A 非结合水份 B 自由水份 C 结合水份 D 临界水份
三、填空题（共 20 分）
1. 精馏操作中，当 q=0.6 时，表示进料中的 2. 间歇精馏与连续精馏不同点在于： 和。 含量为 60%。 。
3. 某二元物系的相对挥发度α=3，在具有理论板的精馏塔内作全回流精馏 操作，已知
x2 0.3
，则 y1=
（由塔顶往下数） 。
4. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的 HOG 将__________ 5. 在 101.3 kPa、20 ℃下，某低浓度气体被清水吸收，气相传质分系数
=0.96，测得第三层塔板（精馏段）的下降液体浓度为 0.4，第二层板下降 液体浓度为 0.45，则第三层塔板的汽相单板效率 A 22.2% B 32.68% C 44.1% D
Emv 为。
107.5%
2. 被分离物系最小回流比
Rmin 的数值与________无关。
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八、 计算题
解：1）
W Gc x1 x2 Gc 0.278 1 0.4 0.167 Kg / s X1 X2 w1 0.40 0.667Kg / Kg 绝干料 1 w1 1 0.40 w2 0.05 0.053Kg / Kg 绝干料 1 w2 1 0.05 G1 1000 Kg / h 0.278Kg / s
二、 选择题
1-10 CDACACCBBC
三、 填空题
1.液相 2. 前者为非稳态， 而后为稳态 前者只有精馏段， 没有提馏段。 3. 0.794 4. 不变 5. 0.1 6 变大 7. 在物料表面和大孔隙中附 着的水份。8. 0.0488,0.598
四、 简答题
1.简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分 冷凝。 2.在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效 果相同。 3.
四、简答题（每小题 2 分，共 5 小题 10 分）
1. 2. 3. 简述简单蒸馏与精馏的区别。 为什么再沸器相当于一块理论板? 含低浓度溶质和混合气体与溶剂进行并流吸收，如下图所示： a) ①请在 y—x 图上示意画出操作线，并标明端点组成；②标出用 气相组成表示的塔顶及塔底的推动力；③如液气比 L/G 增加，请 示意表明操作线的变化。
∴
∵ 于 是 发 p * pco 2 (4 分) 以分压差表示的传质推动力为 (2 分)
生
解
吸
作
用
。
p p * p 11 .16 KN / m 2
七、 计算题
试求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。注：计算中可近似用摩尔分 率代替摩尔比。 1200 273 / 300 解： G 60 .94 kmol / m 2 h 0.8 22 .4 H 4 G 60 .94 N OG 6.564 H OG 0 .6094 m H OG 0.6094 K ya 100 (3 分)
E 1.73 10 5 KN / m 2 。水溶液的密度可取 1000 kg/m3，CO2 的分子量 44。
七、计算（共 1 题 10 分）
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。 3 在常压、27 ℃下操作时混合气流量为 1200 m /h。气体混合物的初始浓度 2 为 0.05（摩尔分率） ，塔截面积为 0.8 m ，填料层高为 4 m，气相体积总 3 传质系数 Kya 为 100 kmol/m .h，气液平衡关系符合亨利定律，且已知吸 收因数为 1.2。求：混合气离开吸收塔的浓度和回收率。注：计算中可近 似用摩尔分率代替摩尔比。
4. 5.
湿空气的干球湿度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下 不相等? 恒速干燥阶段除去的是非结合水，对吗？为什么？
五、计算（共 1 题 10 分）
一常压连续操作的精馏塔， 用来分离苯和甲苯混合物。 混合物含苯 0.6 摩尔分率，以 100 kmol/h 流量进入精馏塔，进料状态为气液各占 50%摩尔 数，操作回流比为最小回流比的 1.5 倍；要求塔顶馏出液组成为 0.95（苯
试题编号:A 使用学期：2016--2017--1 第 1 学期
能源 141-2
生工 141-3 共 8 道大题 总分 100 分 共6页
一、名词解释（每小题 2 分，共 5 小题 10 分）
1. 2. 3. 4. 5. 蒸馏 挥发度 分子扩散 脱吸因数 干球温度(t)
二、选择题（每小题 2 分，共 10 小题,共计 20 分） 1. 精馏分离 2.5 的二元理想混合液，已知回流比 R=3，塔顶
姓名 学号
班级
齐齐哈尔大学试题
考试科目：化工原理Ⅰ1 适用对象：食工 141-4 化工 141-3 课程编号：01702001
考生须知： １） 姓名必须写在装订线左侧，其它位置一律作废。 ２） 请先检查是否缺页，如缺页应向监考教师声明，否则后果由考生负责。 ３） 答案一律写在答题纸上，可不抄题，但要标清题号。 ４） 用蓝色或黑色的钢笔、圆珠笔答题。 ５） 允许使用计算器。 监考须知：请将 1 份试卷放在答题纸上面一起装订。
p * Ex1
xD yq yq xq
六、 计算题
解：主体中 CO2 的分压为 与溶液成平衡的 CO2 分压为: 对 (4 分) 于 稀 溶 液 :
1000 55.56kmol / m 3 18
c
370 0.00841 1000 44 c 0.00841 x1 1 1.513 10 4 c 55.56 p* Ex1 1.73 10 5 1.513 10 4 26 .16 kN / m 2 c1
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化工原理Ⅰ2
4. 饱和空气条件下相等，即 t=tw=td 不饱和空气条件下不等。 5. 对的。因为恒速阶段去除的是以机械方式附着在物料表面的水，这部 分水恰好属于非结合水分。
五、 计算题
F D W FxF DxD WxW
解： （1）由
D
得
F ( xF xW ) 100 (0.6 0.5) 61.11kmol / h xD xW 0.95 0.05
N OG L 1 1 1 .2 , S 0 .833 A 1 .2 mG N OG y 1 ln[(1 S ) 1 S ] 1 S y2
(4 分)
试题 A 总 6 页 第 7页
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6.564
1 0.05 ln[(1 0.833 ) 0.833 ] 1 0.833 y2 y y2 y 0.00387 y 2 0.00387 1 1 2 1 92.3% y1 y1 0.05
试题 A 总 6 页 第 4页
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参考答案 一、 名词解释
1、利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并 使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。 2、组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。 3、分子扩散：是凭借流体分子无规则热运动而传递物质的，发生在静止 或层流流体里的扩散就是分子扩散。 4、脱吸因数：是平衡线斜率与操作线斜率的比值，量纲为1，S=mV/L。 5、用普通温度计所测得的湿空气的真实温度
W F D 100 61.11 38.89kmol / h
（2）由题可知： q 0.5
q 线方程为：
y
x 0.5 x F 0.5 1 0.5 1
①
y x 1.2 y
平衡线方程为：
x 1 ( 1) x
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八、计算（共 1 题 10 分）
在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料 1000 kg，经干燥后 物料的含水量由 40%减至 5%（均为湿基），干燥介质为 373 K 的热空气， 其中所含水汽的分压为 1.0 kN/m，空气在 313 K 及相对湿度 70%下离开干 燥器， 试求所需要的空气量。 水在 313 K 时的饱和蒸汽压可取为 7.4 kN/m， 湿空气的总压为 101.3 kN/m。