化工原理下册期末试题样卷及答案.doc

1、1扬州大学试题纸化工原理（下册）期末试题专业 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 六 总分得分一、填空选择题（25 分，每空 1 分）1、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_，N OG 将_ 。2、在吸收塔的设计中，当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将_，设备费用将_。3、某二元混合物，其中 A 为易挥发组分。液相组成 xA=0.4，相应的泡点为 t1；汽相组成 ，相应的露点为 t2。则 t1与 t2大小关系为。4.0Ay4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐_，其沸点则逐渐_。5、已知塔顶第一块理论板上升的

2、汽相组成为 y1=0.63（摩尔分率，下同），将其全部冷凝为泡点液体，该液体在贮罐内静止分层，上层 xD=0.9 作为产品，下层x0=0.5于泡点下回流，则回流比 R=。6、设计精馏塔时，已知原料为 F,xF, 分离要求为 xD 和 xW, 加料热状态 q 已选定,今若选择较大的回流比 R,则 NT_, L/V_(增加,不变,减少) 7、萃取操作依据是_ _。选择萃取剂的主要原则_、_和 _ 。8、有一实验室装置将含A 10%的A、B混合物料液50公斤和含A 80%的A、B混合物料液20公斤混合后，用溶剂S进行单级萃取，所得萃余相和萃取相脱溶剂后又能得到原来的10% A和80% A的溶液。问此

3、工作状态下的选择性系数_29、在101.3kPa下，不饱和湿空气的温度为295K、相对湿度为69%，当加热到303K时，该空气下列参数将如何变化？ 相对湿度_，湿球温度_，露点_。10、已知湿空气总压为 100kPa, 温度为 40, 相对湿度为 50%, 已查出 40时水的饱和蒸气压 Ps 为 7.375 kPa, 则此湿空气的湿度 H 是_kg 水/kg绝干气,其焓是_kJ/kg 绝干气。11、对某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m = 2，气、液两相的体积传质系数分别为k ya = 210-4kmol/(m3s)，k xa = 0.4kmol/(m3s)。则该吸收过程为_阻力控制。（A

4、）气膜 （B）液膜 （C）气、液双膜 （D）无法确定12、某精馏塔的设计任务为：原料为F、x f，塔顶为x D，塔底为x W，若塔釜上升蒸汽量 不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板V NT。（A）增加 （B）减少 （C）不变 （D）不确定13、在精馏塔设计计算中，当 F、x F、R、D 和 W 一定，并保持实际操作气速不变，而 q 值减小，则_ _。（A）精馏段塔径不变，提馏段塔径减小 （B）精馏段塔径增大，提馏段塔径不变（C）精馏段塔径减小，提馏段塔径增大 （D）精馏段塔径减小，提馏段塔径减小14、在B-S部分互溶体系的单级萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件

5、不变，则萃取液浓度 _ _。oAy(A)增大 (B)下降 (C)不变 (D)变化趋势不确定15、温度为t 0，湿度为H 0，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t 1，湿度为H 1，相对湿度为 1，则_ _ _(A) H0H1； （B） 01； （C）H 0H1； （D） 01 。二、问答题（5 分，每小题 5 分）1、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度 x2 降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔浓度 y2、液体出塔浓度 x1 的变化趋势。(可画图说明：N OG 不变条件下，3x1 只能变小)2、精馏塔在一定条件下操作，若回流液由饱和液体改为冷液时，其塔顶产品组

6、成有何变化？为什么？3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时; xC值将会变大还是变小? 试从干燥机理加以分析。三、萃取计算题（10 分） 用纯溶剂S进行单级萃取，x F =0.15（质量分率，下同），萃取相中A的浓度与萃余相中A的浓度相同，采用溶剂比 S/F为1。试求：（1）选择性系数；（2）当溶剂用量为最少时的萃取液浓度 。（设所涉及范围内分配系数k A均相同）oAy4四、干燥计算题（15 分）在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15湿含量为 0.0073Kg 水Kg 绝干气，焓为 35KJKg 绝干空气；空气进干燥器温度为 90，焓为 109

7、KJ/Kg 绝干气；空气出干燥器温度为；湿含量为0.023Kg 水/Kg 绝干气；进干燥器物料含水量为 0.15Kg 水/Kg 绝干料；出干燥器物料含水量为 0.01Kg 水Kg 绝干料；干燥器生产能力为 237Kg/h（按干燥产品计）。试求：（1）绝干空气的消耗量（Kg 绝干气/h）；（2）进预热器前风机的流量（ 3/s）；（3）预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。附：湿空气比体积计算公式：v H=（2.8310 -3+4.5610-3H）(t+273)五、吸收计算题（15 分）在填料塔中，用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A，已知气体混合物中溶质A的初始组成为0.05，通

8、过吸收，气体出口组成为0.02，溶液出口组成为0.098（均为摩尔分率），操作条件下的气液平衡关系为y = 0.5x，并已知此吸收过程为气膜控制，试求：(1)气相总传质单元数N OG；(2)当液体流量增加一倍时，在气量和气液进口组成不变的情况下，溶质 A 被吸收的量变为原来的多少倍？521mxy六、精馏计算题（20 分）含苯0.5（摩尔分率，下同）、流量为1000kmol/h的苯甲苯混合液在一常压连续操作的精馏塔内进行分离。按工艺要求塔顶馏出液中苯含量不低于0.9，苯的回收为90%，泡点进料和泡点回流，且R=1.5R min，=2.5。试求：（1（塔顶、塔底产品量D、W（kmol/h）及塔底产

9、品浓度 xW；（2（ 写出此操作条件下的精馏段操作线方程；（3（ 写出此操作条件下的提馏段操作线方程；（4（ 若在塔操作中将上述进料浓度改为0.4，而维持F、q、R、D不变，能否达到分离要求？化工原理（下册）B 卷试题评分标准及参考答案一、 填空选择题（25 分，每空 1 分）1、不变，增大 2、减小、增加 3、 4、降低，升高 5、2.08 21 tt 6、减少，增大 7、溶液中各组分在溶剂中溶解度有差异、较强溶解能力、较高选择性、易于回收 8、 36 9、降低，升高，不变 10、0.0238、 101.69/100.69 11、A 12、A 13、A 14、D 15、B二、问答题（5 分，

10、每小题 5 分）1、 L、G 不变，H OG 不变、N OG 不变；又 m 不变，故 1/A 不变。由吸收因数法可知 不变，由此可知 y2。至于 x1 的变化，则可用排除法判断：假设 x1 不变或变大，可见均与 NOG 不变相矛盾。因此，x 1 必变小。2、从泡点回流改为冷液回流时，x D 。其原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，使得精馏段实际回流比增大，操作线向平衡线靠近，所需 NT 减少，这也有利于分离。3、x C 因为提高干燥时气流速

11、度可导致等速阶段 U0增加 ,随着U 0,内部水分扩散不及的现象就可能提前来临,即x 0。也就是:临界含水量x 0随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。6xFEAyA,max M ER R M E B S()()AHwwHACANktkNrX恒恒； 气 速 增 大 和 增 大物 料 本 性 、 气 固 接 触 方 式 均 相 同 条 件 下 ，三、萃取计算题（10分/7、3 ，结果允许有误差）（1）作图法求解：连接x F、S两点，因为S/F=1 ，所以 FS中点即为合点 M。又 ，故过M作水平线RE 即为连结线，Ay连接SE、SR，并延长至 ，0RE、由图上可读出 =0. 54， =0. 10Ay

12、 Ax00/0.54/10.56()()(/./1AABSSyyxx也 可（2）设FS线与平衡线左交点为M，过M 作水平线ME，则M E即为S用量最少时的连结线。连结SE并延长至AB边上，得 =0. 6(虚线位置)oA四、干燥计算题（15 分，每小题 5 分）求绝干空气量 V（考察 X 与 w 之间的关系）C 2 (1-2 )=2 (1+X2 )=237/(1+0.01)=234.7Kg 绝干料/hC （X1 -X2 ）234.7(0.15-0.01)=32.9Kg/hV=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096Kg 绝干气/h求风机流量 LvH=（2.83 10-

13、3+4.5610-3Ho）(to+273)=（2.8310 -3+4.5610-30.0073）(15+273)=0.825m3湿空气/Kg 绝干气LVH =0.8252096=1729.2m 3/h=0.480 m3/S求预热器加入热量PP = V（1 0 ）2096(109-35)=155104KJ/h=43.08KW五、吸收计算题（15 分/9、6）(1) 属低浓气体吸收 ,x 2=0306.098.512xyGL70.51/163.2mAALG；LmGxyLNO 21ln6.43.0.561l3.1(2)L增大一倍时，因吸收过程为气膜控制，故K ya不变，H OG不变，所以N OG也不

14、变。 而，则.851.22mGAA ；y1ln6.4206. 815.0.l852yaL增大一倍后，溶质A被吸收的量 21yG而原状况下溶质A被吸收的量 )(46.0.5.2121 倍yyG六、精馏计算题（20 分/6、6 、6、2）（1）90.50.DFxkmol/hW1kmol/hx9.05.0x（2）泡点进料， 5.Fe304.1869.5.170.7.2minin RxyeDee精馏段操作线方程：8390.56.034.290.11 nnDnn xxRxy（3）精馏段操作线与q线交点d坐标为： ，Fd673.90.56.0dx故提馏段操作线方程为： Wdmxyxy1即 12.30450.67.1452 161.VRDLqFyyx或 者 （ ）则 可 得 提 溜 段 方 程(4) xD 不能达到分离要求。此题可图解说明