《郑州大学2004至2005学年第二学期化工原理期末考试试题b》由会员分享，可在线阅读，更多相关《郑州大学2004至2005学年第二学期化工原理期末考试试题b（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、郑州大学 2004 至 2005 学年第二学期化工原理期末考试试题 B20042005 学年第二学期化工原理课程试题（B 卷）合分人： 复查人： 分数 评卷人一、（20 分） 某逆流吸收填料塔，用纯溶剂等温吸收混合气中的可溶组分 A。在常压、20下操作时的混合气体流量为0.025kmol/s,气体混合物中 A 的初始浓度为 0.02（摩尔分率，下同），塔径为 1m，气相体积总传质系数为 0.0522kmol/(m3s)，操作条件下平衡关系为 ye=1.2x，操作液气比为最小液气比的 1.2 倍。试求：（1）若要求吸收率为 95，则所需的填料层高度为多少；（2）若进塔溶剂的浓度改为 0.005，
2、气体进塔浓度，气、液流量和相平衡关系不变，则吸收率为多少？分数 评卷人二、（16 分）今用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物，原料液处理量为 100kmol/h，其中苯含量为 0.4（摩尔分率，下同），塔顶苯的回收率为 99，塔底甲苯的回收率为 98。现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为 0.784，上一块板流下的液相组成为 0.715。试求：（1）塔顶及塔底产品的流量及组成；（2）操作回流比及精馏段操作线方程。分数 评卷人三、填空题（每空 1 分，共 34 分）1低浓度气体吸收中，已知平衡关系 y=x，液相传质系数为 110-4 kmol/m2s，气相传质系数为 110-2 kmol/m2
3、s，则此体系属于_控制，该气体为_溶气体，液相总传质系数等于 _。2在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其它操作条件不变，而液量与气量成比例同时增加，则气体出口组成将_；液体出口组成将_。3在填料塔中用清水吸收混合气中的氨气，当水泵发生故障使水量减少，则吸收率_，塔出口水中氨的浓度_，塔出口气中氨的浓度_。4精馏塔操作中，若 D/F，x F，q 均不变，增加再沸器热负荷，则 R 将_，x D将_，x W将_。5同一二元物系，当总压升高时，混合液泡点温度将 ，相对挥发度 。6某精馏塔设计时，进料状况和分离要求一定，当 R 增大，则理论板数 N 。题号 一 二 三 四 五 六 七 总分分数7恒沸
4、精馏与萃取精馏都需加入第三组分，其目的是。8板式塔内的不正常操作有 、 和 。9塔板负荷性能图主要由液体流量上限线、 、 、和液体流量下限线等 5 条线构成的。10若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，且等于原料液组成，则萃取剂的选择性系数为 。11选择性系数 与分配系数 kA的关系是_，选择性系数 与精馏中_相当。 越小，越_。12溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为_区，曲线外为_区。萃取操作只能在_内进行。13多级逆流萃取和单级萃取比较，如果溶剂比、萃取浓度均相同，则多级逆流萃取的萃余分数 。14一定湿度的湿空气，随着总压的降低，露点相应地 。15同一物料，在一定的干燥速率下
5、，物料愈薄，则临界含水量 。16常压下，将相对湿度为 30%的湿空气，用间壁式换热器使其由 50降低至 30（不发生相变化），下列状态参数将如何变化？相对湿度 ，湿球温度 ，露点温度 。分数 评卷人四、（10 分）在双组分溶液连续精馏塔中进行全回流操作，已测得相邻两板上液相组成分别为 xn-1=0.7，x n=0.5(均为易挥发组分的摩尔分数)。巳知操作条件下物系的平均相对挥发度 3.0 试求以液相组成表示的第 n 板的单板效率。分数 评卷人五、（20 分）在常压下将含水质量分数为 5%的湿物料以 1.58kg/s 的速率送入干燥器,干燥产物的含水质量分数为0.5%（均为湿基）。所用空气的温度
6、为 20、湿度为 0.007kg/kg 干气, 预热温度为 127,废气出口温度为 82,设为理想干燥过程，试求：(1) 水分汽化量； (2) 空气用量；(3) 预热器的热负荷； (4) 干燥器的热效率。20042005 学年第二学期化工原理课程试题（B 卷）参考答案及评分标准一、（20 分）解：（） G=n/0.025（0.7851 2）0.0318kmol/m 2s 1 分 HOG=G/Kya=0.0318/0.0522=0.609m 1 分 x2=0 =1.20.95=1.14 2 分 操作液气比: 1.2 =1.37 1 分 0.876 1 分 NOG ln= ln 9.84 4 分(
7、或 ， y2=110-3, x1=0.0139= =0.00193 NOG= =9.84 ) H 0.6099.846.0 2 分（2） 若 x2=0.005 ，其他操作条件不变，则 H,HOG均一定， N OG一定 2 分又 一定 3 分 y2=0.0067 2 分 1 分二、（16 分）解：(1) 塔顶苯的回收率 =0.99 2 分塔底甲苯的回收率 =0.98 2 分又由全塔物料衡算得： FxF=DxD+WxW 2 分F=D+W 2 分 100kmol/h， 0.4 40.8kmol/h， 59.2 kmol/h 0.97， 0.007 2 分(2) 精馏段操作线方程为： 2 分依题易知
8、0.784，0.715 必满足上式， R=2.70 2 分 精馏段操作线方程为： 0.73 +0.26 2 分三、填空题：（每空 1 分，共 34 分）1 液膜，难，9.910 -5 kmol/m2s 2 增加 减小3 下降，增大，增大 4 减小，增加，减小5 升高， 减小 6 减小7提高原组分的相对挥发度 8溢流液泛，夹带液泛，严重漏液9漏液线（汽相负荷下限线）；过量液沫夹带线；液泛线。 10 111k AxB/yB，相对挥发度，不利于组份的分离 12两相区，均相区，两相区13减少 14 降低15愈低 16 减小, 增大，不变四、（10 分）解：全回流 操作线方程为：y n+1=xn或 yn
9、=xn-1 2 分又 xn-1=0.7,故 yn =xn-1=0.7 2 分yn与 xn*成平衡关系,由相平衡方程式求出 xn*, 即xn*= = 0.4375 3 分 Eml= = =76.19% 3 分所以以液相组成表示的第 n 板的单板效率为 76.19%.五、（20 分）解：（1）绝对干物料的处理量为：G c=G1(1- )=1.58(1-0.05)=1.5 1 分进、出干燥器的含水量为：X1= = =0.0527 1 分X2= = =0.00502 1 分水分汽化量为：W=G c(X1-X2)=1.5(0.0527-0.00502)=0.0715 2 分(2) 气体进干燥器的状态为：
10、H 1=H0=0.007I1=(1.01+1.88H1)t1+2500H1=(1.01+1.880.007) 127+25000.007 =147 2 分气体出干燥器的状态为：t 2=82, I2=I1=147 . 2 分出口气体的湿度为 ： H2= =0.0242 2 分空气用量为： V= = = 4.16 kg 干气 /s 2 分(3) 预热器的热负荷为 Q=V(I1-I0)I0=(1.01+1.88 H0) t0+2500H0=(1.01+1.880.007)20+25000.007=37.96 2 分Q=V(I1-I0)=4.16(147-37.96)=453.6 2 分(4) 干燥器的热效率： 0.42 3 分
