化工原理试题库计算题

二：计算题（50分）

1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组份的组成为60%（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔。要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%，残液中易挥发组份的组成不大于2%。 求：每获1kmol 馏出液时原料液用量？

若回流比为1.5 ，它相当于min R 的多少倍？

假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏段第二块理论板上的液相组成？已知：

3=α，6.0=F x ，9.0=D x ，02.0=w x ，1=q 。相平衡关系：()x

x

x x y 21311+=-+=αα，

F=W+D F=W+1， 9.0102.006⨯+⨯=⨯w F 。联立求解得：Kmol F 52.1=。

最小回流比：1=q ，q F x x ==6.0，818.06

.0.2106

.3213=+=+=

x x y q 。 376.06

.0818.0818

.09.0mi n =--=--=

q q q D x y y x R 。 其倍数为：4376.05.1==n 。 提馏段操作线方程：W

L x W x W

L L y w --

-=

'

'

'. ， 52.0=W ，

02.352.15.1.'=+=+=+=F D R F L L

00416.0208.1-=x y 由6.0'1=x ， 得：72.000416.0208.1'2=-=x y 。

即：提馏段第二块板上的气相组成为0.72.

2、某吸收过程中，平衡关满足亨利定律Y=mX 。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L h

Kmol 和

V h

Kmol ，吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为

1Y 、2Y 、1X 、2X 。证明当解吸因素1=L

mV

时，传质=-=-=⎰⎰*1

21

2Y Y Y Y G mX

Y dY Y Y dY

N ()

⎰-+-1

222Y Y Y L V X Y L V m Y dY

22211

222mX Y Y Y mX Y dY

N Y Y G --=-=

⎰()=----=---=2

222212

2211mX Y mX Y mX Y mX Y mX Y N G 222

1mX Y Y Y --。

3、某干燥器将肥料从含水5%干至0.5% （湿基），干燥器的生产能力c G 为s Kg 绝干料5.1。物料进

出干燥器的温度分别为C 021及C 066。湿空气经预热后的温度为C 0127，湿度为干空气

水Kg Kg 007.0，出干燥器的温度为C 062。若干燥器内无补充热量，热损失忽略不计。试确

定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度？（K

Kg Kj C s .88.1=）。干燥水分量：

()

()()

21211.1.w w w w G W c ---=

，s Kg w 238.0=。

干燥器热量衡算： ()()()()1222210..19.4249088.1..88.101.1.θθθ-+-+=-+s c C G t W t t H L s Kg L 95.10= 。

湿度：0

2H H W

L -= ，0287.02=H 干空气水Kg Kg

三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力系数为03.0=λ，现发现压力表

上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数？图示，在1-1，2-2面间列板努利方程

g

p g u z ρ1

2112+

+='22222h g p g u z +++ρ g

u g u d l u 2.2..81.925000102

22进ςλ++⨯++=++

⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯=81.921.5.081.921.1.050.03.081.921

.52u

s m u 44.2= h m s m u d V 3329.68019.0..4

1

===π。

在2-2，3-3面间列板努利方程

+++g

p g u z ρ22222='

32332h g p g u z +++

ρ，g u g u g u d l 22.2..050222ςςλ+++=+出 ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯=81.92181.921.1.025.03.081

.9244.252

ς ， 8=ς 即流体的流量为h

m

s

m

3

3

9.68,019.0局部阻力系数为8。

2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 050，热水流量为h

m

3

60，冷却水

在管内 流动，温度从C 020升到C 045。已 知传热系数K 为C

m w .20002， 换热管为

mm 5.225⨯φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。

已知：3960m K =热水ρK Kg Kj C C .187.4==冷水热水

（1）、τ..22A K V = 6030.30.4.22

2⨯=K s

m K 2

6

1056.3-⨯=

τ.102.33

2-⨯=V （2）、

222'21

21..V A K V ==τ 3'7.1m V = （3）、τ..22

2

''A K V

= ， 36002.301056.32..22622

''⨯⨯⨯⨯==-τA K V

3''8.6m V =

3、 ()2111T T C G -= ，s

Kg

G 322= C t 05.42=∆

=A ()1222t t C G -/t K ∆.=24.39m 。