第七章 - 大连理工大学化工原理及实验精品课程
大连理工大学化工原理及实验精品课程
0.08
0.85
2340
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0
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20 30
40 50
60
70
80
90 100 110 120
温度/℃
湿空气的湿度-温度图
（2） 湿度图的应用 ① 求湿空气的性质参数
cH
cH
υH
υH
D
B
C
A
td
t
H=0.016kg/kg干空气
9.2 湿空气性质及湿度图
湿空气：含有湿分的空气，是常用的干燥介质， 且一般情况下可视为理想气体。
9.2.1 湿空气的状态参数
干燥过程中，干空气的质量不变，故干燥计算以单位质量干空 气为基准（干基）。 （1）湿度H（湿含量或绝对湿度 ）
湿空气中水蒸气质量和干空气质量之比 。
H MV nV 18nV 0.622 nV
t
② 湿空气状态变化过程的图示
H φ=1
B A
t1
t2
t
加热
H φ=1
B t1 td t
A
t2 冷却
H
φ=1 B’
S
Has
B B’’
A H
tas
t
t
绝热饱和、非绝热增湿过程
φ=1
B
H
H2
H3
A
H1
t1 t3 t2 t
不同温度、湿度的气流的混合过程
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
•
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1. 35
大连工业大学化工原理第七章液体精馏(陈)
残液Ｗ
设釜中液体量Ｗ，组成x， 经过时间dt后，液体量减少dW， 液相组成减少dx，
t 时刻 t+dt时刻 液相减少
易挥发组分
气相增加 Wx ＝ (W dW )( x dx ) ＋ ydW
略去高阶微分， W1 积分得 ln W2
釜内原料液量
dx yx x
1 2
x
釜内残液量
y f ( x ) 相平衡方程
o p o P pB yA A o o P p A pB
7
相平衡常数 并非常数
3、气液相平衡图
• x(y)－t图
t-x线 泡点线 混合液 平衡温 度与液 相组成 之间关 系 P=Const. A 温度t→ t-y线 露点线 混合液 平衡温 度与气 相组成 之间关 系
8
D 过热蒸汽区 D’ G F E 两相区 B’ B 液相区 C
但 不再是常数。例如：
101.3kPa 下乙醇－水物系的相对挥发度随组成的变化关系 x y α 0.02 0.175 10.4 0.10 0.43 6.79 0.20 0.525 4.42 0.35 0.595 2.73 0.50 0.657 1.92 0.65 0.725 1.42 0.75 0.785 1.20 0.894 0.894 1.00
pi i xi
19
上节重点内容回顾
7、 可作为用蒸馏方法分离混合液难易程 度的判据。
混合液中两组分挥发度之比
A y A x B y A / yB y(1 x ) AB B yB x A x A / xB (1 y ) x
8、双组分物系的相平衡方程
x y 1 ( 1) x
平衡蒸馏 （闪蒸） 按 蒸 馏 方 式 简单蒸馏 精馏 恒沸蒸馏 特殊精馏 萃取蒸馏 盐效应蒸馏 较易分离的物系或对 分离要求不高的物系
大连理工大学二一年硕士生入学考试《化工原理及实验》试题
试题编号：586 考试日期：2001年1 月15日上午大连理工大学二○○一年硕士生入学考试《化工原理及实验》试题注：试题必须注明题号答在答题纸上，否则试卷作废一 填空（30）1 推导离心泵基本方程的两个基本假定是（1）（2）2 正位移泵有 ， ；其流量调节采用3 多级压缩时，采用各级压缩比 ，原因是4 欲高效分离气体中的粉尘，当处理量很大时，常采用较小直径旋风分离器组，原因是5 液体沸腾由核状沸腾变为膜状沸腾时，壁温 ，传热性能6 某板框过滤机，恒压过滤1 小时得到滤液103m ，停止过滤用2 3m 清水横穿法洗涤（清水黏度与滤液黏度相同） 为得到最大生产能力，辅助时间应该控制在 小时（过滤介质阻力忽略不计）7 A 材料导热系数大于B 材料导热系数，且A ，B 厚度相同，对于平壁保温， 放在内层效果好，对于圆壁保温 放在内层效果好8 现设计一连续精馏塔，现在保持塔顶产品组成D x 和轻组分回收率不变，若采用较大的回流比，则理论塔板数将 而加热蒸汽的消耗量将 ；若进料中组成变轻，则进料位置应 ，使D x 和轻组分回收率不变；若将进料物流焓增大，则理论板数将 塔底再沸器热负荷将9 如果逆流气体吸收塔的填料高度可以无限增加，则当吸收因子A>1，在塔 端 相组成趋向极限组成是 ；当A<1时，则塔 端 相组成趋向极限组成是 10 对不饱和湿空气加热升温，则其湿球温度将 ，相对湿度将 露点温度将 空气的湿度将12 在萃取计算中，物系中溶质A 在两相中的分配系数可以表示为 而选择性系数可以表示为二 （3 分）简要回答在恒压过滤实验中如何测定过滤常数K 以及滤布阻力e V ，e三 （19分）由水库将水打入一敞口水池，水池水面比水库水面高50m ，要求的流量为903/m h ，输送管内径为156mm ，在阀门全开时，管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000m ，对所使用的泵在Q=65~1353/m h 范围内属于高效区，在高效区中，泵的性能曲线可以近似的用直线H=124.5-0.392Q 表示，此处的H 为泵的扬程m ，Q 为泵的流量3/m h ，泵的转速为2900r/min ，管子的摩擦系数可以取λ=0.025，水的密度ρ=10003/kg m 1 核算一下此泵能否满足要求2 如泵的效率在Q=903/m h 时可以取68%，求泵的轴功率，如果用阀门进行调节，由于阀门关小而损失的功率为多少？此时泵出口处的压力表如何变化？3 将泵的转速调为2600r/min ，并辅以阀门调节使流量达到要求的903/m h ，比第2问的情况节约能量百分之多少？与第2问相比，泵出口处的压力表读书如何变化？4画图示意以上各变化过程的工作点，并简要说明.四 （16分）拟用冷却水冷却某有机产品，产品流量30000/kg h ，温度149℃，潜热为240/kJ kg ，壳程冷凝传热系数为12002/W m K ，冷却水的温度为28℃，冷却后最高允许出口温度35℃，取冷却水的物性数据为黏度μ=0.77╳310-PaS ，比热p c =4.174 kJ/kg ℃ 导热系数λ=0.621W/mK ，密度ρ=9943/kg m ，试求：1 最少冷却水用量2 现在库存一单管程单壳程换热器，其传热管规格为φ25×2.5，长度为3m ，管子数目为170根，忽略管壁热阻，管程污垢热阻为6×410-2m ℃/W ，则该换热器是否够用？3 因扩产，产品量增加30%，冷却水量受水资源限制只能增加50%，能否保证冷凝任务完成，实际冷凝量是多少？五 （16分）拟用一精馏塔中分离某二元混合物A ，B ，塔顶设有一分凝器和一全凝器，分凝器中的液相作为塔顶回流，其气相作为产品在全凝器中冷凝，已知处于泡点状态，进料流量为200kmol/h ，其中轻组分A 的浓度为0.5（摩尔分率，下同）A ，B 间的相对挥发度α=2.5，操作回流比为2.0，现在要求塔顶产品A 组分浓度为95%，塔底产中B 组分的浓度为94%试求：１ 分凝器的热负荷是多少？２ 再沸器的热负荷是多少？３ 塔顶第二块理论板的气相组成是多少４ 若将塔板数不断增多，而且保持产品的组成和流率不变，则理论上再沸器的热负荷可以降至多少？塔顶蒸汽的冷凝潜热为２１７００/kJ kmol 塔釜液体汽化潜热为２１８００/k J k m o l六 （１７分）现在有一逆流操作的填料吸收塔，塔径为１.２m ，用清水脱除原料气中的甲醇，已知原料气的处理量是２０００3/m h （标准状况）原料气中含甲醇的摩尔分数为０.０８。
大连理工大学化工原理ppt-气液传质设备(板式塔)
② 喷射状态 从筛孔或阀孔中吹出的高 速气流将液相分散高度湍动 的液滴群，液相由连续相转 变为分散相，两相间传质面 为液滴群表面。由于液体横 向流经塔板时将多次分散和 凝聚，表面不断更新，为传 质创造了良好的条件，是工 业塔板上另一重要的气、液 接触状态。
6.10.4 常用塔板的类型
塔板是气液两相接触传质的场所，为提高塔板性能，采用各 种形式塔板。 （1）泡罩塔
组成：升气管和泡罩
优点：塔板操作弹性大，塔效率也比较高，不易堵。 缺点：结构复杂，制造成本高，塔板阻力大但生产能力不大。
泡罩塔
圆形泡罩 条形泡罩
（2）筛板塔板 塔板上开圆孔，孔径：3 - 8 mm，大孔径筛板：12 - 25 mm。
优点：结构简单、造价低、塔板阻力小 目前，广泛应用的一种塔型。
筛板
（3）浮阀塔板 浮阀塔盘
方形浮阀
圆形浮阀
条形浮阀
方形浮阀
F1型浮阀
优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹 性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广 泛的应用。 缺点：浮阀易脱落或损坏。
（4）喷射型塔板 气流方向：垂直 → 小角度倾斜， 改善液沫夹带、液面落差 。 形式：舌形塔板、浮舌塔板、斜孔塔板、垂直筛板等。 气液接触状态：喷射状态 连续相：气相；分散相：液相 促进两相传质。 缺点：气泡夹带现象比较严重。
③ 根据基础数据确定塔径、塔盘间距、液流形式及塔盘设计； ④ 塔盘水力学性能校核。 详细设计阶段的设计任务：
按基础设计提供的工艺尺寸进行具体布置和安排，即对塔体、 塔板用材的选择，机械强度和结构的设计，精馏塔进料、回流、 采出等物流管线的配管设计，以及人孔、扶梯平台等辅助配件 的设计。
6.10.2 塔内气、液两相异常流动
大连理工-化工原理课件
目录绪论前言第1章流体流动1.1 概述1.2 流体静力学1.3_流体动力学1.4 流体流动阻力1.5 管路计算1.6 流速与流量的测定1.7 流体流动与动量传递第2章流体输送设备2.1 概述2.2 离心泵2.3 容积式泵2.4 其他类型的叶片式泵2.5 各类泵的比较与选择2.6 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第3章流体相对颗粒（床层）的流动及机械分离3.1 概述3.2 颗粒及颗粒床层的特性3.3 颗粒与颗粒间的相对运动3.4 沉降3.5 流体通过固定床的流动3.6 过滤3.7 固体流态化及气力输送3.8 气体的其他净化方法第4章传热4.1 概述4.2 热传导4.3 对流传热4.4 表面传热系数的经验关联4.5 辐射传热4.6 传热过程计算4.7 换热器第5章蒸发5.1 概述5.2 蒸发设备5.3 单效蒸发计算5.4 多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他措施第6章蒸馏6.1 概述6.2 溶液气液相平衡6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏6.4 精馏6.5 双组分连续精馏的设计计算6.6 间歇精馏6.7 恒沸精馏和萃取精馏6.8 多组分精馏6.9 特殊蒸馏6.10 板式塔大连理工大学化工原理（参赛课件）第7章气体吸收7.1 概述7.2 吸收过程中的质量传递7.3 相际间的质量传递7.4 低浓度气体吸收7.5 高浓度气体吸收7.6 多组分吸收过程7.7 化学吸收7.8 解吸操作7.9 填料塔第8章萃取8.1 概述8.2 液液相平衡关系8.3 部分互溶物系的萃取计算8.4 完全不互溶物系的萃取计算8.5 溶剂的选择及其他萃取方法8.6 浸取与超临界萃取8.7 萃取设备第9章干燥9.1 概述9.2 湿空气的性质及湿度图9.3 固体物料干燥过程的相平衡9.4 恒定干燥条件下的干燥速率9.5 干燥过程的设计计算9.6 干燥器第10章膜分离和吸附分离过程10.1 概述10.2 膜分离10.3 吸附化工原理实验是深入学习化工过程及设备原理、将过程原理联系工程实际、掌握化工单元操作研究方法的重要课程，是培养和训练化工技术人才分析解决工程实际问题能力的重要环节。
第七章 - 大连理工大学化工原理及实验精品
第七章1．已知101.3kPa，25℃时，100g水中溶有1g氨，其平衡分压为0.987kPa，在此浓度范围内气液平衡关系服从亨利定律。
试求：亨利系数E，以kPa表示；H以kPa.m3/kmol表示；以及相平衡常数m值。
2．在20℃时，氧溶解于水中的平衡关系为p e=4.06×106x。
式中p e为氧的平衡分压，kPa；x为氧在水中的摩尔分数。
试求：（1）与101.325kPa之大气充分接触的20℃水中最大溶氧浓度为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。
（2）若将20℃的饱和含氧水加热至95℃，则最大溶氧浓度又为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。
3．常压、30℃条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2混合气中的SO2。
已知入塔混合气中含SO2为5%（体积分数），出塔气中SO2为0.2%（体积分数）；出塔吸收液中每100g含SO2为0.356g。
若操作条件下气液平衡关系为y e=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以Δy、Δx、Δp、Δc表示。
4．在1.1768Mpa、20℃条件下，用清水于填料塔内逆流吸收H2-CO2混合气中的CO2。
已知入塔混合气中含CO2为30%（体积分数），假若出塔吸收液中CO2达到饱和，那么1kg水可吸收多少千克CO2。
假定此吸收和解吸的平衡关系服从亨利定律。
5．在0℃、101.3kPa下，Cl2在空气中进行稳态分子扩散。
若已知相距50mm两截面上Cl2的分压分别为26.66kPa和6.666kPa，试计算以下两种情况Cl2通过单位横截面积传递的摩尔流量。
（1）Cl2与空气作等分子反向扩散；（2）Cl2通过静止的空气作单向扩散。
6．在一直立的毛细玻璃管内装有乙醇，初始液面距管口10mm，如附图所示。
管内乙醇保持为293K （乙醇饱和蒸气压为1.9998kPa），大气压为101.3kPa。
当有一空气始终缓吹过管口时，经100h 后，管内乙醇液面下降至距管口21.98mm处。
大连理工大学 - 化工原理课件全集
2010-11-6
3）单元操作的分类 根据单元操作所遵循的基本规律，分为三类： •流体动力过程 ——遵循流体动力基本规律，用动量传 递理论研究 如：流体输送、沉降、过滤、固体流态化 •热过程 ——遵循传热基本规律，用热量传递理论研究 如：传热、冷凝、蒸发等 •传质过程 ——遵循传质基本规律，用质量传递理论研究 如：蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥等
一、化工原理课程简介
1.化工原理的研究对象 2.化工原理的学科性质与研究方法 3.化工原理的学习方法
绪论
二、化工原理处理问题的方法
1.物料衡算 2.能量衡算 3.平衡与速率
三、单位与单位制
2010-11-6
一、化工原理课程简介
1. 化工原理的研究对象 ——单元操作（Unit Operations）
Q 257.3 89 346.3kw I
输出的热量：
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QO Q3 Q4
冷凝水带出的热量： Q 0.095 503.67 47.8kw 3
Q4 1.0 3.56 80 0 284.8kw 溶液带出的热量：
Q0 Q3 Q4 7.8 284.8 332.6kw
2、辐射干燥
热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物
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料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
3、介电加热干燥
将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作 用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。 缺点：费用大。
120℃饱和水蒸气
0.095kg/s 25℃溶液 1.0kg/s
换热器
大连理工大学化工原理课程讲义干燥3
又 qmc qm1(1 w1) qm2 (1 w2 )
所以
qmw
qm1
w1 w2 1 w2
qm2
w1 w2 1 w1
（2）空气用量
进入和排出干燥器的湿分相等，故有：
qmc X1 qmLH1 qmc X 2 qmLH2
cw1
或
I1 I2 H2 H1
q1
qL
qD
cw1
kW/kg
因I=cHt+r0H，如不计干燥过程中cH的变化，则上式可改写为：
t1 t2 q1 qL qD cw1 r0
H2 H1
cH
（2） 理想干燥过程和非理想干燥过程
① 理想干燥过程
▲ 无热损失； ▲ 不加入补充热量； ▲ 物料足够湿润。
适用范围： u 2450 ~ 29300kg/(m2 h)
t 45 ~ 150 C
● 空气垂直流向固体表面
h 1.17(u)0.37
适用于： u 3900 ~ 19500kg/(m2 h)
b） 降速阶段的干燥时间
① 积分法
2
mc A
Xc dX X2 R
◆ 求解：干燥曲线已知，将1/R对相应的X值进行标绘，求得 X2-Xc之间的面积，再由上式求得时间τ2。
▲ 也可按传质或传热速率式估算恒速阶段的干燥速率R。
R kH (Hw H)
R
h rw
(t
tw )
1
mc ( X1 X c ) AkH (H w H )
或
1
mc ( X1 X c )rw Ah(t tw )
kH 、 h 可由实验求得 ，可供参考的经验式：
Chemical Engineering - 大连理工大学化工原理及实验精品课程
Chapters distillation absorption liquid—liquid extraction drying Membrane separation
teaching hours 15 12 5 6 2 40 2 weeks
course design Design a distillation column
Shell and tube exchangers, the condensation of vapors and boiling liquids.
Mass transfer unit operation:separation
Distillation (l--v) Absorption(吸收)（adsorption 吸附）(v--l) Liquid—liquid extraction (l--l) Drying (s—v) Evaporation Filtration Gas cleaning Sedimentation crystallization
Chemical Engineering
Second Semester
Principle of chemical engineering
Operation process
Unit Operation
chemical process
( fluid flow )
Crude material ( heat transfer) Reaction
separation processes
pure refinery products by products
purification
types of process:
Fluid dynamics: principle of momentum Heat transfer: principle of energy Mass transfer: principle of mass
化工原理实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化工原理实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.燃烧必须具备可燃物、助燃物和点火源三大条件，缺一不可。
因此，可以采取尽量隔离的方式来防止实验室火灾发生。
参考答案:正确2.流体阻力实验中，必需用到的主要设备包括参考答案:离心泵、阀门、流量计、差压变送器、温度传感器3.为保证板式精馏塔具有较高的塔板效率，工业精馏塔塔板上主要的气液相接触状态为参考答案:泡沫态_喷射态4.流量计校正实验中，可以采用的流量测定方法有参考答案:待测流量计与标准流量计串联_使用置于电子称上方的容器收集液体，计量单位时间收集的液体质量_使用带刻度的容器收集液体，计量单位时间收集的液体体积5.下列流量计中，可以水平安装的流量计有参考答案:文丘里流量计_孔板流量计_涡轮流量计6.实验中如果出现了异常现象或实验数据有明显误差，正确的做法是参考答案:和指导教师一起研究异常现象发生的原因，解决问题_在数据记录中如实注明_对异常现象或有明显误差的数据做出合理的分析、解释7.在进行球阀的局部阻力测试时，可以通过管路系统中的（）调整流量参考答案:管路系统中除待测球阀之外的其他阀门开度8.在实验室发生事故时，现场人员应迅速组织、指挥，切断事故源，尽量阻止事态蔓延、保护现场；及时有序的疏散学生等人员，对现场已受伤人员做好自助自救、保护人身及财产。
参考答案:正确9.为方便进出专人管理的设备房间，可自行配制钥匙。
参考答案:错误10.实验室内可以堆放个人物品。
参考答案:错误11.为了预防电击（触电），电气设备的金属外壳须接地，最好是埋设接地电阻很小专用线。
参考答案:正确12.动某些非固定安装的电气设备时（如电风扇，照明灯），可以不必切断电源。
参考答案:错误13.有易燃易爆危险品的实验室禁止使用明火。
参考答案:正确14.从事特种作业（如电工、焊工、辐射、病原微生物等）的人员，必须接受相关的专业培训通过考核并持有相应的资质证书才能上岗。
化工原理实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化工原理实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.离心泵启动后，泵出口压力数值明显上升，但是流量显示为零，出口也未见水流出。
分析发生故障的可能原因是答案:出口阀未正常开启2.离心泵单泵特性实验和管路特性实验最大的区别是答案:管路特性实验需要用变频器调整流量3.离心泵实验和流体阻力实验中均涉及到离心泵的启停，操作正确的一项是答案:先灌泵再启动，灌泵时，先打开灌泵加液漏斗上的阀门，同时打开灌泵排气阀，加注液体后关闭上述阀门4.使用蒸汽加热管内冷空气的传热实验中，提高总传热系数最有效的方法是答案:提高空气流速5.对流传热系数的准数关联式Nu=0.023Re^0.8Pr^n应用条件为答案:其他三项都包含6.过滤实验中，过滤介质常用多孔织物，其网孔尺寸（）被截留的颗粒直径答案:不一定小于7.在一般过滤操作中，①实际上起到主要过滤作用的是滤饼层而不是过滤介质本身；②滤渣就是滤饼，则：答案:①②两种说法都对8.操作中的精馏塔，若维持进料量q nF、进料的热状态参数q、馏出液组成x D、提馏段上升蒸汽量及进料位置不变，而减小x F，则有答案:q nD减小，R增加9.精馏塔设计过程中，图解和逐板求理论塔板时，最佳进料板为答案:跨过精馏段操作线和提馏段操作线交点Q的那块板10.在连续精馏塔操作时，如保持进料量一定，增大塔釜加热功率，同时增加塔顶冷凝器的冷却水流量，将可能出现答案:液泛现象11.影响总板效率的因素很多，以下说法错误的是答案:体系中其他参数，如表面张力等的影响关系明确，呈线性关系12.筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率下降，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是答案:筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作13.全回流操作时，以下说法不正确的是答案:因为不进料也不采出，所以该塔没有能量消耗14.若塔顶采出量D不变，仅增加操作精馏塔的塔顶回流量，则答案:塔顶产品易挥发组分浓度提高15.正常操作的精馏塔，适当增加进料量（气、液混合状态进料），且要求产品质量维持不变，宜采取下列哪种措施？答案:增加塔釜加热量以及冷凝器冷却水量16.某连续操作的常规精馏塔，在保持进料的流量、组成和热状态一定，以及塔釜加热量和塔顶冷凝器冷却水量一定的条件下，若加大回流比，将会引起下列哪些变化答案:塔顶产品浓度将提高，塔顶产品产量qnD将下降，塔底产品产量qnW将提高17.连续精馏塔操作时，增大塔釜加热负荷，而回流量及进料状态（qnF、xF、q）不变，则答案:xD变小，xw变小18.“液膜控制”吸收过程的条件是答案:难溶气体，气膜阻力可忽略19.传质单元数只与物系的（）有关答案:气体进口、出口浓度和推动力20.当y，y1，y2及x2一定时，减少吸收剂用量，则所需的填料层高度Z与液相出口浓度x1的变化为（）答案:Z，x1均增加21.低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将（）答案:变小22.对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数（）答案:不变23.根据双膜理论，用水吸收空气中的氨的吸收过程是答案:气膜控制24.根据双膜理论，用水吸收空气中的CO2的吸收过程是答案:液膜控制25.根据双膜理论，在气液接触界面处答案:气相组成与液相组成平衡26.计算吸收塔的塔径时，适宜的空塔气速为液泛气速的（）倍答案:0.6~0.827.利用气体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的操作称为答案:吸收28.逆流吸收的填料塔中，当吸收因数A<1，填料层无限高，则气液平衡出现在塔的什么位置答案:塔底29.溶解度较小时，气体在液相中的溶解度遵守（）定律答案:亨利30.若混合气体中氨的体积分率为0.5，其摩尔比为（）答案:131.启动电动机时，应答案:启动后，注意电机有无异常声音启动前，观察电动机及其运动部件附近是否有人32.实验中如果出现了异常现象或实验数据有明显误差，正确的做法是答案:和指导教师一起研究异常现象发生的原因，解决问题在数据记录中如实注明对异常现象或有明显误差的数据做出合理的分析、解释33.下列流量计中，可以水平安装的流量计有答案:文丘里流量计孔板流量计涡轮流量计34.流量计校正实验中，可以采用的流量测定方法有答案:待测流量计与标准流量计串联使用置于电子称上方的容器收集液体，计量单位时间收集的液体质量使用带刻度的容器收集液体，计量单位时间收集的液体体积35.为保证板式精馏塔具有较高的塔板效率，工业精馏塔塔板上主要的气液相接触状态为答案:泡沫态喷射态36.精馏实验中，图解法求理论塔板数时，进料板位置应根据（）和（）确定答案:塔板效率实际进料位置37.传热实验中，蒸汽冷凝变成液体，流回至凝液收集罐中。
化工原理实验绪论大连理工大学化工原理及实验精品课程
• -• - • •• . • ••• -•、实验意义及目的■配合理论教学，通过实验从实践中进一步学习，掌握和运用学过的基本理论■运用学过的化工基本理论，分析实验过程中的各种现象和问题，培养训练学生分析能力和解决问题的能力■ 了解化工实验设备的结构，特点，学习常用实验仪器仪表的使用，使学生掌握化工实验的基本方法，并通过实验操作训练学生的实验技能，通过设计性综合实验，提高学生素质。
•、实验意义及目的写报告，培养训练学生实际计算和组织报 告的能力。
■通过实验培养学生良好的学风和工作作风, 以严谨，科学，求实的精神对待科学实验 与开发研究工作二、实验研究方法> 1 •直接实验法直接实验法是解决工程实际问题最基■以用计算机进行实验数据的分析处理，编本的方法。
一般是指对特定的工程问题，进行直接实验测定，从而得到需要的结果O这种方法得到的结果较为可靠，但它往往只能用于条件相同的情况，具有较大的局限性。
直接实验法的局限性■例如物料干燥，已知物料的湿分利用空气作干燥介质，在空气温度，湿度和流量一定的条件下，直接实验干燥测定时间和物料失水量，可以做出该物料的干燥曲线，如果物料和干燥条件不同，所得干燥曲线也不同。
二、实验研究方法> 2•量纲分析法量纲分析法，所依据的基本原则是物理方程的量纲一致性。
将多变量的函数，整理为简单的量纲唯一数群之间的函数，然后通过实验归纳整理出量纲唯一的数群之间的具体关系式，从而大大减少实验工作量，同时也容易将实验结果应用到工程计算和设计中。
■找出影响过程的独立变量■确定独立变量所涉及的基本量纲■构造变量和自变量间的函数式，通常以指数方程的形式表示■用基本的量纲表示所有独立变量的量纲，并写岀独立变量的量纲式■依据物理方程的量纲一致性和TT定理得出量纲为一数群方程■通过实验归纳总结两岗位一的具体函数式二、实验研究方法> 3•数学模型法数学模型法是对研究的问题有充分认识的基础上，将复杂问题作合理简化，提岀一个进似实际过程的物理模型，并用数学方法表示的数学模型，然后确定该方程的初始条件和边界条件，求解方程。
【大连理工 燃烧学】燃烧学13(7)
层流预混火焰简化分析(基于Spalding的理论)
• Spalding理论：只陈述物理过程，不涉及复杂的数学。 • 与传热、传质、化学动力学、热力学相结合 • 目标：找出影响层流火焰速度、火焰厚度的因素 • 主要过程: • 物理描述(物理模型) • 假设 • 守恒方程(数学模型) • 求解(解析解或数值解) • 结果分析
2020/11/20 Friday
15
扁平层流火焰燃烧器
2020/11/20 Friday
纤维网燃烧器（陶瓷或金属） 多孔陶瓷泡沫燃烧器 开孔陶瓷片燃烧器
直接加热辐射燃烧器 产生均匀热流，效率很高
16
实验室燃烧器类型
平面火焰 筛网
管束 玻璃球
烧结 金属盘
燃料-空气 混合物
平面火焰 水冷盘管
燃料-空气 混合物
能量守恒（Shvab-Zeldovich形式）
mcp
dT dx
d dx
( Dcp )
dT dx
h0f ,imi
方程式右边：
h0f ,imi [h0f ,F mF h0f ,OxmOx h0f ,PrmPr ]
[h0f ,F
mF
h0f ,OxvmF
h0 f ,Pr
(1
v)mF]
mF[h0f ,F h0f ,Oxv h0f ,Pr (1 v)]
dx
hi
dYi dx
Yi
dhi dx
再令D=const，即使用单一扩散系数来表征混合物
Qx
dT dx
d hiYi
dx
Yi
dhi dx
Yi
dhi dx
dT dT Yicp,i dx cp dx
Qx
dT dx
化工原理实验
学习预备
预备知识
学习资料
该课程的学习者需具备一定的化工原理、数学、分析化学、物理化学等学科的基础知识。
课程简介
该课程共9章，第1章为对化工原理实验的总体介绍，包括其特点、目的、要求、研究方法等内容，第2章至 第8章，分别列举了流体阻力、流量计校正与离心泵、传热、过滤、精馏、干燥、气体的吸收与解吸七个化工原理 实验，包括对其实验原理、实验目的、实验步骤、实验仪器装置等方面的介绍，第9章为拓展内容，介绍了化工原 理实验和化工生产中的典型实验装备以及典型实验现象等。
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化工原理实验
大连理工大学建设的慕课
01 课程性质
03 课程大纲
目录
02 课程简介 04 教学计划
05 教学目标
07 教师简介
目录
06 学习预备
化工原理实验是大连理工大学建设的慕课，于2021年5月6日在中国大学MOOC首次开课，授课教师为王瑶、徐 威、俞路、李甜甜、肖武、张永策。据2022年1月中国大学MOOC官显示，该课程已开课2次。
课程大纲
（注：课程大纲排版从左到右列 ）
教学计划
注：表格内容参考资料 ）
教学目标
通过该课程的学习，培养学生工程实验流程设计、实验规划、实验操作、参数设置、数据处理、结果分析等 实践能力，掌握化工实验的原理、方法和操作技能，提高综合运用化工基本理论、实验测试方法及现代测控技术 分析和解决复杂工程问题的能力。
（注：表格内容参考资料 ）
大连理工大学化工原理管路课程设计书
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化工原理课程设计
第２章
设计计算
2.1 物料衡算 2.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 原料液： x F 34% 塔顶馏出液： x D 98% 塔底产品： x W 2% 2.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
M F 34% 78.11 （ 1 - 34%） 92.13 87.36g / mol M D 98% 78.11 （ 1 - 98%） 92.13 78.39g / mol MW 2% 78.11 （ 1 - 2%） 92.13 91.85g / mol
2.1.3 总物料衡算 原料处理量
F
51000 1000 81.08kmol / h 300 24 87.36
总物料衡算
81.08 D W
苯物料衡算
81.08 0.34 0.98D 0.02W
联立解得
D 27.027kmol/h W 54.053kmol/h
10 10 11 11
第３章 设计结果表 ......................................................... 11 3.1 管路设计结果表 .................................................. 11 3.2 泵设备及主要参数 ................................................ 12 3.2 储罐设备 ........................................................ 12 第４章 设计评述 ........................................................... 12 参考文献 ................................................................... 13
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第七章1．已知101.3kPa，25℃时，100g水中溶有1g氨，其平衡分压为0.987kPa，在此浓度范围内气液平衡关系服从亨利定律。
试求：亨利系数E，以kPa表示；H以kPa.m3/kmol表示；以及相平衡常数m值。
2．在20℃时，氧溶解于水中的平衡关系为p e=4.06×106x。
式中p e为氧的平衡分压，kPa；x为氧在水中的摩尔分数。
试求：（1）与101.325kPa之大气充分接触的20℃水中最大溶氧浓度为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。
（2）若将20℃的饱和含氧水加热至95℃，则最大溶氧浓度又为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。
3．常压、30℃条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2混合气中的SO2。
已知入塔混合气中含SO2为5%（体积分数），出塔气中SO2为0.2%（体积分数）；出塔吸收液中每100g含SO2为0.356g。
若操作条件下气液平衡关系为y e=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以Δy、Δx、Δp、Δc表示。
4．在1.1768Mpa、20℃条件下，用清水于填料塔内逆流吸收H2-CO2混合气中的CO2。
已知入塔混合气中含CO2为30%（体积分数），假若出塔吸收液中CO2达到饱和，那么1kg水可吸收多少千克CO2。
假定此吸收和解吸的平衡关系服从亨利定律。
5．在0℃、101.3kPa下，Cl2在空气中进行稳态分子扩散。
若已知相距50mm两截面上Cl2的分压分别为26.66kPa和6.666kPa，试计算以下两种情况Cl2通过单位横截面积传递的摩尔流量。
（1）Cl2与空气作等分子反向扩散；（2）Cl2通过静止的空气作单向扩散。
6．在一直立的毛细玻璃管内装有乙醇，初始液面距管口10mm，如附图所示。
管内乙醇保持为293K（乙醇饱和蒸气压为1.9998kPa），大气压为101.3kPa。
当有一空气始终缓吹过管口时，经100h后，管内乙醇液面下降至距管口21.98mm处。
试求该温度下乙醇在空气中的扩散系数。
7．吸收塔内某一横截面处气相组成y=0.05，液相组成x=0.01（均为摩尔分数），操作条件下相平衡关系为y e=2x，若两相传质系数分别为k y=1.25×10-5kmol/(m2.s.Δy)，k x=1.25×10-5kmol/(m2.s.Δx)，试求：（1）该截面上相际传质总推动力、总阻力，气、液相阻力占总阻力分数，以及传质速率。
（2）若吸收温度降低，相平衡关系变为y e=0.5x。
假定其余条件不变，则相际传质总推动力、总阻力，气、液相阻力占总阻力分数，以及传质速率又各如何？8．用清水于填料塔中吸收空气中甲醇蒸气。
操作温度为27℃、压力为101.3kPa，亨利系数H=0.5kN.m/kmol，k G=1.56×10-5kmol/(m2.s. kPa)，k L=2.08×10-5kmol/(m2.s. kPa)，求：（1）总传质系数K G和K L；（2）气相阻力占总阻力的分数。
9．硫铁矿焙烧的炉气中含SO29%（体积分数），其余可视为空气。
将炉气冷却后送入吸收塔以清水逆流吸收其中的SO2，要求回收率为95%。
若操作温度为30℃、压力为100kPa，每小时处理炉气为1000 m3，取操作液气比为最小液气比的1.2倍，气液平衡关系可视为直线。
试求：（1）操作液气比及用水量；（2）吸收液出塔浓度。
10．在填料塔中用清水吸收空气-氨混合气中的氨。
入塔混合气中含氨为5%（摩尔分数，下同），要求氨的回收率不低于95%，出塔吸收液含按4%。
操作条件下气液平衡关系为y e=0.95x，试求：（1）（q nL/q nG）操作及（q nL/q nG）min；（2）所需传质单元数。
11．用煤油于填料塔中逆流吸收混于空气中的苯蒸气。
入塔混合气含苯2%（摩尔分数，下同），入塔煤油中含苯0.02%，要求苯回收率不低于99%。
操作条件下相平衡关系为y e=0.36x，入塔气体摩尔流率为0.012kmol/(m2.s)，吸收剂用量为最小用量的1.5倍，总传质系数K y a=0.015kmol/(m3.s)。
试求：（1）煤油用量；（2）填料层高度。
12．对于低浓度气体吸收过程，试推导：H OG= H G + H L/A式中A=L/（mG）吸收因子13．用纯吸收剂逆流吸收贫气中的溶质组分，气液平衡关系服从亨利定律，相平衡常数为m。
若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，传质单元高度H OG=0.8m，试求：（1）溶质回收率Φ=90%时，所需填料层高度；（2）溶质回收率Φ=99%时，所需填料层高度； （3）对应如上两种回收率，吸收剂用量有何关系。
14．在填料塔中用稀硫酸吸收混于空气中的氨。
在以下三种情况下，气液流速及其它操作条件大体相同，总传质单元高度H OG =0.8m ，试计算并比较所需填料层高度。
入塔，要求氨的回收率不低于95%，出塔吸收液含按4%。
操作条件下气液平衡关系为y e =0.95x ，试求： （1）混合气含氨1%（摩尔分数，下同），要求回收率90%； （2）混合气含氨1%（摩尔分数，下同），要求回收率99%； （3）混合气含氨5%（摩尔分数，下同），要求回收率99%。
15．对于低浓度气体的逆流吸收，试证明：N OG = ln （Δy 1/Δy 2）/（1-1/A ）式中Δy 1=y 1-y e1为塔底吸收推动力 Δy 2=y 2-y e2为塔顶吸收推动力 A=L/（mG ）为吸收因子 16．用一直径为0.88m ，装有50mm ×50mm ×1.5mm 金属鲍尔环，填料层高为6m 的填料塔，以清水吸收空气中混有的丙酮。
在25℃、101.3kPa 下，每小时处理2000 m 3混合气，其中含有5%（摩尔分数，下同）丙酮，出塔尾气中含丙酮为0.263%，出塔的每1kg 吸收液中含丙酮61.2g 。
若操作条件下的相平衡关系为y e =2.0x ，试计算： （1）丙酮的回收量和回收率； （2）操作液气比和吸收剂用量； （3）气相总体积传质系数；（4）若将填料层加高3m ，则丙酮回收率提高到多少？可多回收多少丙酮？ （5）若填料层为无限高时，畜塔气体和液体中丙酮的极限浓度为多少？ 17．试证明：若吸收过程中的平衡线和操作线均为直线时，传质单元数与理论板数的关系为：当操作线与平衡线平行（A=1）时，N=N OG18．用清水于填料塔中逆流吸收混合气中SO 2，混合气流量为5000标准m 3/h ，其中含SO 2为10%（体积分数），要求回收率为95%，操作条件下气液平衡关系为y e =26.7x ，试求：)l(111=NN（1）取用水量为最小用水量的1.5倍时，用水量为多少？（2）所需理论板数；（3）若采用（2）中求得的理论板数，而要求回收率由95%提高到98%，则用水量应增加多少？19．有一吸收塔填料层高3m，20℃、101.3kPa下用清水内逆流吸收吸收混于空气中的氨。
混合气体的质量流率为580kg/（m2.h），含氨6%（体积分数），吸收率为99%，水的质量流率为770kg/（m2.h）。
操作条件下平衡关系为y e=0.9x，K G a与气相质量流率的0.7次方成正比，而受液体质量流率的影响甚小，可忽略。
当操作条件分别作如下改变时，计算填料层高度应如何变化才能保持原来的吸收率（塔径不变，且假定不发生异常流动现象）：（1）操作压强增加一倍；（2）操作流量增加一倍；（3）气体流量增加一倍；20．在填料塔内用清水内逆流吸收混于空气中的氨。
已知填料层高3.5m，入塔混合气的质量流率为1.42×10-1kg/（m2.s），其中含氨5%（体积分数），入塔清水的质量流率为1.44×10-1kg/（m2.s）。
要求氨的回收率为99%，操作温度为20℃，压力为101.3kPa，相平衡关系为y e=0.9x，且知K G a正比于气相质量流率的0.7次方，试求：（1）气相总传质单元高度H OG；（2）吸收因子A值，H G与H OG数值间的大小关系；（3）若入塔混合气量提高了20%，仍要求氨的回收率为99%，那么填料层高度应如何变化？（4）在填料层高度和氨的回收率保持不变的前提下，欲将入塔气量增加20%，则用水量将如何变化？21．在填料层高为4m的填料塔内，用解吸后的循环水吸收混合气中某溶质组分以达净化目的。
已知入塔气中含溶质2%（体积分数），q nL/q nG=2，操作条件下气液平衡关系为y e=1.4x，试求：（1）解吸操作正常，保证入塔吸收剂中溶质浓度x2=0.0001，要求吸收率为99%，吸收液出塔组成和气相总传质单元高度为多少？（2）若解吸操作质量下降，入塔的吸收剂中溶质浓度升到x2=0.004，其余操作条件不变，则溶质可能达到的吸收率为多少？出塔溶液浓度为多少？解决该净化质量降低的原则途径有哪些？22．用某种化学吸收剂吸收混和气中的溶质组分，使其浓度自y1=0.5降到y1=0.01。
在吸收剂量足够时，溶质的平衡蒸气压为零（m=0），在保证填料充分润湿的条件下，全塔平均的气相总传质单元高度H OG=1.0m。
试按高浓度气体吸收计算所需填料层高度，并与按低浓度气体吸收计算的结果进行比较。
23．将35℃，压力为1215.9kPa（绝）条件下，碳酸丙烯酯吸收变换气中CO2所得的吸收液，x1=0.0265，减压解吸至常压（101.3kPa）。
已知平衡关系p e=10740.5x（kPa）。
若减压解吸释放气含CO2为90%（体积分数），其余为N2、H2等，试求：（1）解吸液含CO2的最低浓度及CO2的理论回收率；（2）若将如上解吸液送至填料塔中，在35℃下以空气（含CO2为0.05%，体积分数）为载气逆流解吸之，要求解吸液浓度为x2<0.0283。
若选q nG/q NL=1.4（q nG/q nL）min，则①q nG/q NL为若干？出塔载气中CO2浓度为多少？②若取H OL为0.8m，求所需填料层高度。
24．对用纯吸收剂吸收某溶质组分已提出附图所示的三种双塔流程。
若气液相平衡关系服从亨利定律，试在y-x图上定性画出每种流程中A、B两塔的操作线和平衡线，并标出进出两塔的气液相组成。
25．用纯吸收剂逆流吸收混合气中某溶质A。
已知A在入塔气中的浓度为0.05%（摩尔分数），新鲜吸收剂与混合气体的摩尔流量比q nG/q NL=1.2，操作条件下相平衡关系为y e=1.2x，该吸收可视为气相阻力控制，现按图示两种流程计算：（1）当Φ=0.80%时，所需填料层高度比为多少？（2）当Φ=0.90%时，所需填料层高度比为多少？26．30℃、506.5kPa下，在装有25块塔板的吸收塔内用纯烃油吸收炼厂气。