化工原理下册答案
化工原理答案下册
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义第二版（下册）.天津大学出版）社,20.）第1章蒸馏1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。
苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。
t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB *，PA*，由于总压P = 99kPa，则由x = (P-PB *)/(PA*-PB*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。
以℃同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P =13.3kPa下该溶液的平衡数据。
温度 C5H 12K C6H 14解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压℃℃时 PB*查得PA*得到其他温度下A¸B的饱和蒸汽压如下表t(℃PA*PB*利用拉乌尔定律计算平衡数据℃时为例℃时 x = (P-PB *)/(PA*-PB*)=（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1℃为例℃时 y = PA*×1/13.3 = 1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0y 1 0.767 0.733 0.524 0根据平衡数据绘出t-x-y曲线3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。
解：①计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度α= PA */PB*计算出各温度下的相对挥发度：t(℃α - - - - 5.291 5.563 4.178 - - - -℃和279℃时的α值做平均αm②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值当x = 0.3835时，×0.3835/[1+(4.73-1)×同理得到其他y值列表如下t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289αx 1 0.3835 0.3308 0.2085 0y 1 0.746 0.700 0.555 0③作出新的t-x-y'曲线和原先的t-x-y曲线如图解：①简单蒸馏由ln(W/F)=∫xxF)/(0.549-0.54x)]得ln(W/F)=∫xxFF∵汽化率1-q = 1/3则 q = 2/3 即 W/F = 2/3∴×0.6)/(0.549-0.54x)] 解得x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得②平衡蒸馏= Wx + Dy由物料衡算 FxFD + W = F 将W/F = 2/3代入得到= 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得xF5.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分）1、在）（*L G G A p p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力；B 、气相主体中被吸收组分的分压力；C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ）A 、x n+1 > x n > x n-1 ；B 、x n+1 = x n = x n-1 ；C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于；B 、等于；C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ）三、简答题（每小题4分，共16分） 1、作示意图解释：吸收操作时，操作线愈靠近平衡线，是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
化工原理下册习题及答案
蒸馏是分离的答案：的一种方法，其分离依据是混合物中各组分，分离的条件是。
均相液体混合物挥发性差异某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于 ，馏出液流量等于 ，操作线方程为 答案： m对于饱和蒸汽进料，则有L ( ) L ，V () V 。
A 等于B 小于C 大于D 不确定答案： AB★习题：精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1 层塔板，其气相组成关系为()A y n+1>y n >y n-1B y n+1=y n =y n-1C y n+1 <y n <y n-1 D不确定答案： C★习题：若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为1/K L=1/K L+H/K G,其中1/K L表示____________________ ，当 ____________ 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
答案：液膜阻力H/KG★习题在吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，所以混合气体量由塔底至塔顶____________________ 。
在计算塔径时一般应以 _________________ 的气量为依据。
答案：逐渐减少塔底★习题求传质单元数时，对于低浓度气体吸收，当平衡线为直线可用__________________ 法, 当平衡线为弯曲程度不大的曲线时可用法，当平衡线为任意形状曲线时可用法。
答案：解析法梯形图解图解积分★习题有利于吸收操作的条件() )(A)温度下降，总压上升(B)温度上升，总压下降(C)温度、总压均下降(D)温度、总压均上升绝干气。
在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应 _______________ ，其自由水分相应 _______________________ 。
恒定的干燥条件是指空气 __________________ ， __________________ ， ____________________ 均不变的过程。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分） 1、在）（*LG G Ap p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力；B 、气相主体中被吸收组分的分压力；C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ） A 、x n+1 > x n > x n-1 ； B 、x n+1 = x n = x n-1 ； C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于； B 、等于； C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ） 三、简答题（每小题4分，共16分）1、作示意图解释：吸收操作时，操作线愈靠近平衡线，是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
化工原理下册课后答案
第一章 蒸馏的习题解答1．.已知含苯0.5(摩尔分数)的苯—甲苯混合液,若外压为99KPa,试求该搭液的泡点温度。
苯和甲苯的饱和蒸气压数据见例14附表。
解：本题需用试差法确定溶液的饱和温度。
先假设一温度，查苯和甲苯的饱和蒸汽压 0A p 和0B p则000B A B P P x P P -=-，若所求的x 与题给的x 值相等, 则证明假设正确。
设假设温度恰为泡点温度, 否则需修正。
本题外压为99a KP ，据常压下苯~甲苯混合液的t-x-y 图 设该溶液的泡点温度091.5t C =，则查教材附录可知00.141.6,56.8A a B a P KP p KP ==9956.80.4980.5141.656.8x -==≈-故溶液的泡点温度为92C2. .正戊烷 (C 5H 12)和正己烷（C 6H 14）的饱和蒸气压数据列于本题附表,试求p=13.3KPa 下该溶液的平衡数据。
假设该溶液为理想溶液。
习题2附表解：由以下二式求,x y 的数据。
记0000,B AA B P P P x y x P P P-==- 求解本题时应确定温度范围以查取0A P 和0B P .由本题附表可知平衡温度在260.6 K 和289 K 之间，选取以上两温度间的若干温度，求,x y 。
计算过程从略，结果如下表所示：3.利用习题2的数据,计算:(1)平均相对挥发度；(2)在平均相对挥发度下的x-y 数据,并与习题2的结果相比较。
解： α的计算结果处于本题附表的第二列1(4.70+4.94+5.14+5.30+4.04+3.79+3.68)=4.517mα=⨯平衡方程为 4.51(1)1 3.5m m x xy x xαα==+-+计算结果表明：由于α随t 略有变化，故用平均相对挥发度求得的,x y 与习题2 的结果稍有差异。
4．在常压下将某原料液组成为0.6(易挥发组分的摩尔分数)的两组分洛液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏,若汽化率为1/3,试求两种情况下的釜液和馏出液组成。
化工原理复习题答案下册
化工原理复习题答案下册1. 简述化工生产中常见的传热方式有哪些？答：化工生产中常见的传热方式包括导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程；对流是指热量通过流体的宏观运动传递的过程；辐射是指热量通过电磁波传递的过程。
2. 描述热传导方程并解释其物理意义。
答：热传导方程为 \( q = -kA\frac{dT}{dx} \)，其中 \( q \) 表示热流密度，\( k \) 表示材料的热导率，\( A \) 表示传热面积，\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。
该方程的物理意义是，单位时间内通过单位面积的热流量与温度梯度的负值成正比，且与材料的热导率和传热面积成正比。
3. 什么是对流传热系数，它与哪些因素有关？答：对流传热系数是指在流体与固体表面之间单位面积上单位温差时的传热量，通常用 \( h \) 表示。
它与流体的物性（如密度、比热容、粘度和热导率）、流动状态（如层流或湍流）、流体与固体表面的相对速度以及表面特性等因素有关。
4. 辐射传热的基本原理是什么？答：辐射传热的基本原理是物体通过发射和吸收电磁波进行能量交换的过程。
辐射传热不需要介质，可以在真空中进行。
辐射传热的强度与物体的表面温度的四次方成正比，且与物体的辐射特性有关。
5. 描述相变传热的特点。
答：相变传热是指在物质相变过程中发生的传热现象，如蒸发、凝结、熔化和凝固。
相变传热的特点是在相变过程中，物质吸收或释放的热量与温度变化无关，这部分热量称为潜热。
相变传热通常伴随着较大的热流量，且在相变点附近传热系数较大。
6. 什么是热交换器，它有哪些类型？答：热交换器是一种用于促进热量在两种流体之间传递的设备。
常见的热交换器类型包括壳管式、板式、螺旋板式和管翅式等。
每种类型的热交换器都有其特定的应用场景和优缺点。
7. 简述热交换器设计中的主要考虑因素。
答：热交换器设计时需要考虑的主要因素包括传热面积、传热系数、流体的流动方式、压力降、材料选择、成本和维护等。
化工原理(下册)答案
化工原理（大学第二版）下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa 气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
化工原理下册答案
第九章 蒸馏1．在密闭容器中将A 、B 两组分的理想溶液升温至82 ℃，在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为*A p =107.6 kPa 及*B p ＝41.85 kPa ，取样测得液面上方气相中组分A 的摩尔分数为0.95。
试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。
解：本题可用露点及泡点方程求解。
()()()()95.085.416.10785.416.107总总*B*A 总*B 总*A A 总*AA =-=--==p p p p p p p p x p p y － 解得 76.99＝总p kPa8808.085.416.10785.4176.99*B*A *B =--=--=p p p p x 总本题也可通过相对挥发度求解571.285.416.107*B *A ===p p α由气液平衡方程得()()8808.095.01571.295.095.01=-+=-+=y y y x α()()[]kPa 76.99kPa 8808.0185.418808.06.1071A *BA *A =-+⨯=-+x p x p p ＝总 2．试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100 kPa 和10 kPa 的相对挥发度和平衡的气相组成。
苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压和温度的关系为 24.22035.1206032.6lg *A +-=t p 58.21994.1343078.6lg *B +-=t p式中p ﹡的单位为kPa ，t 的单位为℃。
苯—甲苯混合液可视为理想溶液。
（作为试差起点，100 kPa 和10 kPa 对应的泡点分别取94.6 ℃和31.5 ℃）解：本题需试差计算 （1）总压p 总＝100 kPa初设泡点为94.6℃，则191.224.2206.9435.1206032.6lg *A =+-=p 得 37.155*A =p kPa同理 80.158.2196.9494.1343078.6lg *B =+-=p 15.63*B =p kPa4.03996.015.6337.15515.63100A ≈=--=x或 ()kPa04.100kPa 15.636.037.1554.0=⨯+⨯＝总p则 46.215.6337.155*B *A ===p p α6212.04.046.114.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=x x y αα（2）总压为p 总＝10 kPa通过试差，泡点为31.5℃，*A p =17.02kPa ，*B p ＝5.313kPa203.3313.502.17==α 681.04.0203.214.0203.3=⨯+⨯=y随压力降低，α增大，气相组成提高。
化工原理下册习题与解答
积分后，即可求出扩散速率 。
问：什么是吸收过程的机理，讨论吸收过程的机理的意义是什么？
答：吸收操作是气液两相间的对流传质过程。对于相际间的对流传质问题，其传质机理往往是非常复杂的。为使问题简化，通常对对流传质过程作一定的假定，即所谓的吸收过程的机理，亦称为传质模型。讨论吸收过程的机理的意义是把复杂的对流传质问题化成分子传质问题求解。
问：在推导用传质单元数法计算填料层高度的基本计算式时，为何采用微元填料层高度衡算，式2-76的右侧为何有负号？
答：填料塔是一种连续接触式设备，随着吸收的进行，沿填料层高度气液两相的组成均不断变化，传质推动力也相应地改变，塔内各截面上的吸收速率并不相同。因此，在推导填料层高度的基本计算式时，需要对微元填料层进行物料衡算。
答：从工程的角度讲，塔设备主要有三个参数作为其性能好坏的评价指标，即通量、分离效率和操作弹性。通量是指单位塔截面的生产能力，其表征塔设备的处理能力和允许的空塔气速。分离效率是指单位压力降的分离效果，板式塔以板效率表示，填料塔以等板高度表示。操作弹性即塔的适应能力，表现为对处理物料的适应性和对气液负荷波动的适应性。塔的通量大、分离效率高、操作弹性大，塔的性能就好。
化工原理下册课后答案
化工原理下册课后答案1. 简答题。
1.1 请简述化工原理中的物质平衡原理。
物质平衡原理是指在化工过程中，物质的输入量等于输出量，即输入物质的总量等于输出物质的总量。
这是化工过程中保持物质平衡的基本原理，也是保证化工过程正常运行的基础。
1.2 请解释化工原理中的能量平衡原理。
能量平衡原理是指在化工过程中，输入的能量等于输出的能量，即输入的能量总量等于输出的能量总量。
能量平衡原理是保证化工过程能够正常进行的重要原则，也是保证化工过程能够高效运行的基础。
1.3 请说明化工原理中的动量平衡原理。
动量平衡原理是指在化工过程中，输入的动量等于输出的动量，即输入的动量总量等于输出的动量总量。
动量平衡原理是化工过程中保持物质流动平衡的基本原理，也是保证化工设备运行稳定的基础。
2. 计算题。
2.1 在化工反应器中，若反应物A和B按化学方程式A + B → C反应，已知反应物A和B的摩尔质量分别为10g/mol和20g/mol，反应生成物C的摩尔质量为30g/mol，求当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为多少？解，根据化学方程式A + B → C，可知A和B的摩尔比为2:1，因此A的摩尔质量为10g/mol，B的摩尔质量为20g/mol。
根据摩尔比的定义，可得A的质量为20g，B的质量为10g。
生成物C的摩尔质量为30g/mol，因此生成物C的质量为30g。
因此当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为30g/mol。
2.2 在化工装置中，液体A和液体B按体积比1:2混合，已知液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，求混合液体的密度为多少？解，液体A和液体B按体积比1:2混合，因此混合液体的总体积为3。
液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，根据密度的定义可得混合液体的质量为11g+22g=5g，总体积为3cm³，因此混合液体的密度为5g/3cm³=1.67g/cm³。
化工原理下册答案
化工原理下册答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%〔体积分数〕的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判定二氧化碳的传递方向，并运算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 关于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采纳填料塔用清水逆流吸取混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸取系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸取系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平稳关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
〔1〕试运算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸取系数；〔2〕试分析该过程的操纵因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸取系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯ 35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-=其对应的总吸取系数为m/s 10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K〔2〕吸取过程的操纵因素气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸取过程为气膜操纵。
化工原理下册复习题答案
化工原理下册复习题答案一、选择题1. 化工生产中，下列哪种设备通常用于实现气液相的分离？A. 换热器B. 反应器C. 蒸馏塔D. 蒸发器答案：C2. 在连续操作的化工过程中，以下哪个参数是恒定的？A. 反应物的浓度B. 温度C. 压力D. 流量答案：B3. 根据传质原理，以下哪种情况下传质速率会增大？A. 降低温度B. 增加浓度梯度C. 减小扩散面积D. 降低扩散系数答案：B二、填空题1. 在化工生产中，_______是用于控制化学反应速率和选择性的关键设备。
答案：反应器2. 根据传热的基本方式，化工设备中的热交换主要通过_______、_______和辐射三种方式进行。
答案：导热、对流3. 蒸馏操作中，_______是控制馏出物组成的关键因素。
答案：回流比三、简答题1. 简述蒸馏塔的工作原理。
答案：蒸馏塔是一种用于分离液体混合物的设备，其工作原理基于混合物中各组分的沸点差异。
在蒸馏塔中，混合物被加热至部分蒸发，轻组分随蒸汽上升，而重组分留在塔底。
上升的蒸汽在塔顶冷凝后，通过回流管返回塔内，与上升的蒸汽形成逆流，从而实现组分的分离。
2. 描述传热过程中的三种基本方式，并简述它们的特点。
答案：传热的三种基本方式包括导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，通常发生在固体中。
对流是指流体中温度不同的各部分之间的热量交换，常见于气体和液体中。
辐射是指热量以电磁波的形式在空间中传递，不需要介质，可以在真空中进行。
四、计算题1. 某化工反应器中，反应物A的初始浓度为1.0 mol/L，反应速率常数k=0.05 min^-1，若反应为一级反应，求10分钟后反应物A的浓度。
答案：首先，一级反应的速率方程为 -d[A]/dt = k[A]。
对时间积分得到[A] = [A]₀e^(-kt)。
将给定的数值代入公式，[A] = 1.0e^(-0.05*10) mol/L。
五、论述题1. 论述化工生产中的节能减排措施及其重要性。
化工原理试题库下册及答案
化工原理试题库下册及答案一、选择题1. 在化工生产中，传热过程主要通过哪种方式进行？A. 对流B. 辐射C. 传导D. 蒸发答案：C2. 下列哪项不是影响液体流动阻力的因素？A. 管道长度B. 管道直径C. 流体密度D. 流体粘度答案：C3. 在化工分离过程中，蒸馏操作主要用于分离哪些混合物？A. 固体与固体B. 液体与液体C. 气体与气体D. 液体与固体答案：B二、填空题4. 化工生产中，_______ 是指在单位时间内通过单位面积的热量。
答案：热通量5. 理想气体状态方程为 \( PV = nRT \)，其中 \( P \) 代表_______，\( V \) 代表_______，\( n \) 代表_______，\( R \) 代表_______，\( T \) 代表_______。
答案：压强；体积；摩尔数；气体常数；温度6. 渗透蒸发是一种利用_______ 的分离技术，常用于分离_______。
答案：半透膜；液体混合物三、简答题7. 简述板式塔与填料塔在工业应用中的主要区别。
答案：板式塔和填料塔是两种常见的气液传质设备。
板式塔由一系列平行的塔板组成，每块塔板上有开孔或堰，液体通过这些开口或堰流到下一块塔板上，而气体则通过塔板上升。
板式塔的优点是传质效率高，处理量大，但结构复杂，造价高。
填料塔则由各种形状的填料（如环形、鞍形、波纹形等）组成，气体和液体在填料的空隙中进行传质。
填料塔的优点是结构简单，造价低，适用于处理腐蚀性或高温物料，但传质效率相对较低。
8. 什么是雷诺数？它在化工管道设计中有何作用？答案：雷诺数（Reynolds Number）是一个无量纲数，用于描述流体流动的状态，即它是惯性力与粘性力之比。
在化工管道设计中，雷诺数用于区分流体流动的类型（层流或湍流），这对于预测管道中的压降、热传递和质量传递特性非常重要。
四、计算题9. 某化工企业需要设计一个换热器，已知热流体的进口温度为150℃，出口温度为120℃，冷流体的进口温度为30℃，出口温度为70℃。
化工原理下册答案
—蒸八、、一、选择与填空1、精馏操作的依据是混合液中各组分挥发度的差异。
实现精馏操作的必要条件是塔顶液相回流和塔底上升蒸汽。
2、汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_相同_，但液相组成_小于-汽相组成。
3、用相对挥发度a表达的汽液平衡方程可写为y X。
根据a的大小，可用1 ( 1)x来判定用蒸馏方法分离的难易程度，若a =1则表示不能用普通的蒸馏方法分离该混合液。
4、在精馏操作中，若降低操作压强，则溶液的相对挥发度增加，塔顶温度降低，塔釜温度降低，从平衡角度分析对该分离过程有利。
5、某二元物系，相对挥发度a =3,在全回流条件下进行精馏操作，对第n、n+1两层理论板，已知y n=0.4，则y n+1二0.182。
全回流通常适用于幵工阶段或实验研亘。
6、精馏和蒸馏的区别在于精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于______ 。
7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因是塔底压强高和塔底难挥发组分含量高8、 在总压为101.33kPa 、温度为85 C 下，苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A°=116.9kPa,p B °=46 kPa ，则相对挥发度a 二2.54，平衡时液相组成 X A 二0.78 ，气 相组成y A 二0.90 。
9、 某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该精馏塔的操作回流比为_2.371_，馏出液组成为_0.982_ 0 10、 最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比，适宜回流比通常取1.1〜2.0 R min 精馏塔进料可能有 5种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为提馏段上升蒸气量 V 增加、下降液体量L '增加15、 操作中的精馏塔，增大回流比，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V 增大， 提馏段液气比 L ' /V ' 减小，X D 增加，x W 减小。
16、 操作中的精馏塔，保持 F 、X F 、q 、V 不变，增加 W ，则X D 增加，x w 增加, L/V_ 增加_。
化工原理(下册)答案
化工原理（天津大学第二版）下册部分答案第8章2. 在温度为25 ℃及总压为101.3 kPa 的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为4t 0.008 1.4431055.43c x c -===⨯ 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为110.5 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =5.2×10-6 kmol/(m 2·s ·kPa)，液膜吸收系数k L =1.55×10-4 m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝0.725 kmol/(m 3·kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为 246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯ 35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-=其对应的总吸收系数为 m/s 10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K（2）吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
化工原理(下)参考卷及答案
A 卷一、单项选择题（每小题2分，共12分） 1、在）（*L G G Ap p K N -=中，*L p 代表的是( C )。
A 、界面处被吸收组分的分压力； B 、气相主体中被吸收组分的分压力； C 、与液相主体浓度相平衡的气相分压力。
2、 吸收操作的作用是分离( A ) 。
A 、气体混合物；B 、液体均相混合物；C 、气液混合物。
3、全回流时，y 一x 图上精馏段和提馏段两操作线的位置（ B ）。
A 、在对角线与平衡线之间；B 、与对角线重合；C 、在对角线之下。
4、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n ，n+1层塔板上的液相组成（摩尔分率）关系为（ C ） A 、x n+1 > x n > x n-1 ； B 、x n+1 = x n = x n-1 ； C 、x n+1 < x n < x n-1 。
5、对于不饱和的湿空气，其露点（ C ）湿球温度。
A 、大于； B 、等于； C 、小于。
6、恒速干燥阶段，物料表面的温度等于（ A ）。
A 、湿空气的湿球温度；B 、湿空气的干球温度；C 、湿空气的露点温度。
二、判断题（每小题2分，共12分）1、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低而其他条件不变时，相平衡常数m 变小。
（ √ ）2、吸收操作的最小液气比指的是使操作线上某一点与平衡线相遇的液气比。
（ √ ）3、当精馏操作的回流比减少至最小回流比时，所需理论板数为最小。
（ × ）4、精馏操作中过冷液体进料将使提馏段的汽流量和液流量都大于精馏段。
（ √ ）5、某种湿空气的温度t 越高，湿空气的相对湿度φ越低。
( √ )6、在气流干燥过程，热空气的焓值必定减小。
（ × ） 三、简答题（每小题4分，共16分）1还是愈小。
答：如图所示：操作线为AB ，平衡线为OE 。
在操作线上任取一点P ，从图上可知PQ 、PR 动力y －y ×和x ×－x 。
化工原理下册课后答案
第一章 蒸馏的习题解答1．.已知含苯0.5(摩尔分数)的苯—甲苯混合液,若外压为99KPa,试求该搭液的泡点温度。
苯和甲苯的饱和蒸气压数据见例14附表。
解：本题需用试差法确定溶液的饱和温度。
先假设一温度，查苯和甲苯的饱和蒸汽压 0A p 和0B p则000B A B P P x P P -=-，若所求的x 与题给的x 值相等, 则证明假设正确。
设假设温度恰为泡点温度, 否则需修正。
本题外压为99a KP ，据常压下苯~甲苯混合液的t-x-y 图 设该溶液的泡点温度091.5t C =，则查教材附录可知00.141.6,56.8A a B a P KP p KP ==9956.80.4980.5141.656.8x -==≈-故溶液的泡点温度为92C2. .正戊烷 (C 5H 12)和正己烷（C 6H 14）的饱和蒸气压数据列于本题附表,试求p=13.3KPa 下该溶液的平衡数据。
假设该溶液为理想溶液。
习题2附表解：由以下二式求,x y 的数据。
记0000,B AA B P P P x y x P P P-==- 求解本题时应确定温度范围以查取0A P 和0B P .由本题附表可知平衡温度在260.6 K 和289 K 之间，选取以上两温度间的若干温度，求,x y 。
计算过程从略，结果如下表所示：3.利用习题2的数据,计算:(1)平均相对挥发度；(2)在平均相对挥发度下的x-y 数据,并与习题2的结果相比较。
解： α的计算结果处于本题附表的第二列1(4.70+4.94+5.14+5.30+4.04+3.79+3.68)=4.517mα=⨯平衡方程为 4.51(1)1 3.5m m x xy x xαα==+-+计算结果表明：由于α随t 略有变化，故用平均相对挥发度求得的,x y 与习题2 的结果稍有差异。
4．在常压下将某原料液组成为0.6(易挥发组分的摩尔分数)的两组分洛液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏,若汽化率为1/3,试求两种情况下的釜液和馏出液组成。
化工原理(下)参考卷及答案
一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种传热方式在化工生产中应用最广泛？A. 对流传热B. 辐射传热C. 导热D. 蒸发传热2. 下列哪个设备不属于流体输送设备？A. 风机B. 泵C. 压缩机D. 蒸汽锅炉3. 在精馏操作中，下列哪种因素对分离效果影响最大？A. 塔板数B. 回流比C. 进料量D. 塔内压力4. 下列哪种干燥方式属于内部干燥？A. 真空干燥B. 热风干燥C. 辐射干燥D. 冷冻干燥5. 下列哪个过程不属于膜分离过程？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透6. 下列哪种萃取剂适用于萃取苯甲酸？A. 乙醇B. 乙酸乙酯C. 水D. 氯仿7. 下列哪个设备用于气体的吸收？A. 填料塔B. 泡罩塔C. 喷射泵D. 转子流量计8. 下列哪种因素对搅拌效果影响最大？A. 搅拌器类型B. 搅拌器直径C. 搅拌速度D. 容器形状9. 下列哪种设备用于固液分离？A. 滤布B. 沉淀池C. 离心机D. 膜分离设备10. 下列哪个过程属于热力学第一定律的应用？A. 热量传递B. 功的传递C. 能量守恒D. 熵增原理二、填空题（每题2分，共20分）1. 化工生产过程中的三大基本操作是______、______、______。
2. 传热的基本方式有______、______、______。
3. 流体在管道中的流动状态分为______和______。
4. 精馏过程中，回流比的大小对______和______有直接影响。
5. 干燥过程中，湿空气的相对湿度越低，其______能力越强。
6. 膜分离过程中，膜的截留分子量越大，表示膜的______越强。
7. 萃取过程中，萃取剂的选择应考虑______、______和______等因素。
8. 气体吸收过程中，填料塔的流体力学性能主要取决于______和______。
9. 搅拌过程中，搅拌器的______和______对搅拌效果有显著影响。
10. 固液分离过程中，离心分离的推动力是______。
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化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。
试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。
已知操作条件下，亨利系数51066.1⨯=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3。
解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c ==kmol/m 3水溶液中CO 2的摩尔分数为由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==⨯⨯⨯=kPa 气相中CO 2的分压为t 101.30.03kPa 3.039p p y ==⨯=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。
以CO 2的分压表示的总传质推动力为*(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ∆=-=-=kPa3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。
测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。
气膜吸收系数k G =×10-6kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4m/s 。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3kPa)。
（1）试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数；（2）试分析该过程的控制因素。
解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa 其对应的总吸收系数为6G 1097.4-⨯=K kmol/(m 2skPa)以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。
4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。
操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。
在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为kmol/(m 3kPa)。
测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3，液膜吸收系数k L =×10-5m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5kmol/(m 2skPa)。
求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。
解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为0.997=ρkg/m 3溶液的总浓度为3t 997.0kmol/m 55.3918c ==kmol/m 3 （2）由65G L 10673.5m /s 126.210206.1--⨯=⨯==H K K m/s因溶质组成很低，故有 （3）吸收速率为5. 在 kPa 及25 ℃的条件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。
已知混合气进塔和出塔的组成分别为y 1=、y 2=。
假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，亨利系数为×103kPa ，吸收剂用量为最小用量的倍。
（1） 试计算吸收液的组成；（2） 若操作压力提高到1013 kPa 而其他条件不变，再求吸收液的组成。
解：（1）1110.040.0417110.04y Y y ===-- 吸收剂为清水，所以 02=X 所以操作时的液气比为 吸收液的组成为（2） 3t 4.1310 4.0771013E m p ⨯'==='6. 在一直径为 m 的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。
已知混合气的流量为45 kmol/h ，二氧化硫的体积分数为。
操作条件下气液平衡关系为34.5Y X =，气相总体积吸收系数为 2 kmol/(m 3s)。
若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。
求水的用量（kg/h ）及所需的填料层高度。
解：1110.0320.0331110.032y Y y ===-- 惰性气体的流量为 水的用量为 求填料层高度7. 某填料吸收塔内装有5 m 高，比表面积为221 m 2/m 3的金属阶梯环填料，在该填料塔中，用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分。
已知混合气的流量为50 kmol/h ，溶质的含量为5％（体积分数％）；进塔清水流量为200 kmol/h ，其用量为最小用量的倍；操作条件下的气液平衡关系为 2.75Y X =；气相总吸收系数为42310kmol/(m s)-⨯⋅；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。
试计算（1）填料塔的吸收率；（2）填料塔的直径。
解：（1）惰性气体的流量为对于纯溶剂吸收 依题意 （2）1110.050.0526110.05y Y y ===-- 由 Ω=a K q H Y V n,OG填料塔的直径为8. 在 kPa 及20 ℃的条件下，用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气。
已知混合气的质量流速G 为600 kg/(m 2h)，气相进、出塔的摩尔分数分别为、，水的质量流速W 为800 kg/(m 2h)，填料层高度为3 m 。
已知操作条件下平衡关系为Y = X ，K G a 正比于G 而于W 无关。
若（1）操作压力提高一倍；（2）气体流速增加一倍；(3)液体流速增加一倍，试分别计算填料层高度应如何变化，才能保持尾气组成不变。
解：首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数 操作条件下，混合气的平均摩尔质量为 OG OG 3m 0.4356.890Z H N ===m （1）t t 2p p '=若气相出塔组成不变，则液相出塔组成也不变。
所以 n,V OG OG G 0.435m 0.21822q H H K ap '===='Ω总m OGOG 0.218 5.499m 1.199Z H N '''==⨯=m (1.1993)m 1.801Z Z Z '∆=-=-=-m 即所需填料层高度比原来减少。
（2）n,Vn,V 2q q '= 若保持气相出塔组成不变，则液相出塔组成要加倍，即 故0.2n,V 0.2OG OG n,V 20.435m 0.500q H H q ⎛⎫''==⨯=⎪ ⎪⎝⎭mOGOG 0.50015.82m 7.910Z H N '''==⨯=m (7.9103)m 4.910Z Z Z '∆=-=-=m 即所需填料层高度要比原来增加 m 。
（3） n,Ln,L 2q q '= W 对K G a 无影响，即n,L q 对K G a 无影响，所以传质单元高度不变，即OGOG 0.435H H '==m 即所需填料层高度比原来减少 m 。
9. 某制药厂现有一直径为 m ，填料层高度为3 m 的吸收塔，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质组分。
入塔混合气的流量为40 kmol/h ，溶质的含量为（摩尔分数）；要求溶质的回收率不低于95%；操作条件下气液平衡关系为Y = ；溶剂用量为最小用量的倍；气相总吸收系数为 kmol/ (m 2h)。
填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。
试计算（1）出塔的液相组成；（2）所用填料的总比表面积和等板高度。
解：（1）1110.060.0638110.06y Y y ===-- 惰性气体的流量为（2）111*0.0638 2.20.01930.0213Y Y Y ∆=-=-⨯= OG OG 3m 0.4726.353Z H N ===m 由 n,V OG Y q H K a =Ω填料的有效比表面积为填料的总比表面积为 由 OG Tln 1N S N S =-由 T Z HETP N =⨯ 填料的等板高度为10. 用清水在塔中逆流吸收混于空气中的二氧化硫。
已知混合气中二氧化硫的体积分数为，操作条件下物系的相平衡常数为，载气的流量为250 kmol/h 。
若吸收剂用量为最小用量的倍，要求二氧化硫的回收率为92%。
试求水的用量（kg/h ）及所需理论级数。
解：1110.0850.0929110.085y Y y ===-- 用清水吸收，20X = 操作液气比为 水的用量为用清水吸收，A 0.92ϕϕ==由 T ln11ln A N Aϕϕ--=-11. 某制药厂现有一直径为 m ，填料层高度为6 m 的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。
现场测得的数据如下：V =500 m 3/h 、Y 1=、Y 2=、X 1=。
已知操作条件下的气液平衡关系为 Y = X 。
现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于（摩尔比）。
该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。
试计算填料层增加的高度。
解：改造前填料层高度为 改造后填料层高度为 故有OG OG OG OGH N Z Z H N '''=由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变，故 对于纯溶剂吸收20X =，2*0Y = 由 12OG 22*1ln[(1)]1*Y Y N S S S Y Y -=-+--故 1OG 21ln[(1)]1Y N S S S Y =-+- 因此，有 操作液气比为 填料层增加的高度为12. 若吸收过程为低组成气体吸收，试推导OG G L 1H H H A =+。
解：n,V G y q H k a =Ω由 n,V OG Y q H K a =Ω故 OG G L 1H H H A=+13. 在装填有25 mm 拉西环的填料塔中，用清水吸收空气中低含量的氨。
操作条件为20 ℃及 kPa ，气相的质量速度为 kg/(m 2s)，液相的质量速度为 kg/(m 2s)。
已知20 ℃及 kPa 时氨在空气中的扩散系数为51089.1-⨯m 2/s ，20 ℃时氨在水中的扩散系数为91.7610-⨯m 2/s 。
试估算传质单元高度H G 、H L 。
解：查得20 ℃下，空气的有关物性数据如下： 5G 1.8110μ-=⨯Pas G 1.205ρ=kg/m 3由 ()0.5βγG G H G W Sc α=查表8-6，0.557α=，0.32β=，0.51γ=- 查得20 ℃下，水的有关物性数据如下： 5L 100.510μ-=⨯Pas L 998.2ρ=kg/m 3由 ()0.5L L L W H Sc βαμ⎛⎫= ⎪⎝⎭查表8-7，32.3610α-=⨯，22.0=β14. 用填料塔解吸某含二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液，已知进、出解吸塔的液相组成分别为 5和 6（均为摩尔比）。