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1、化工原理下册习题一、填空题1.1. (2 分) 在常压下，20时，氨在空气中的分压为 15.2 kPa, 与之平衡的氨水浓度为 15 kg NH3/100 kg H2O，此时 m=_。2.(4 分）将含 SO2为 10%（体积）的气体混合物与浓度为 0.020 kmol/m3的 SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为 PA*=1.62CA (atm)，则 SO2将从_相向_相转移，以气相组成表示的传质总推动力为_atm。3.(2 分) 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为 y=1.5x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=210-5 kmol/m3.s, 则此体系属
2、_控制。4.(2 分) 吸收塔底部排液管成 U 形，目的是起_作用。操作中的吸收塔，若使用液气比小于设计时的最小液气比，则其操作结果是_。5.(2 分）在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时。若减少吸收剂用量，则传质推动力_，操作线将靠近_。6.(4 分) 将相对挥发度为 2.47 的某二元混合物在全回流操作的塔中进行精馏，现测得全凝器中冷凝液组成为 0.98，塔内第二层塔板上升的汽相组成为 0.969，则离开塔顶第一层塔板的液相浓度为_，塔顶第一层板的汽相默弗里效率为_。7.(2 分) 常压下乙醇-水溶液的 y-x 图上，有一点是平衡线与对角线的交点 M, 此点溶液称为_, 其两相的
3、浓度_。8.(5 分) 某精馏塔的设计任务为：已知原料量和组成分别为 F, xF要求塔顶塔底组成分别为 xD，xW设计时若选定的回流比 R 不变，加料状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需的理论板数 NT_，提馏段上升蒸汽量_，提馏段下降液体量_，精馏段上升蒸汽量_，精馏段下降液体量_。 （填增加，减少，不变） 。9.(4 分) 精馏操作有_种加料热状况，其中_加料时进料位置最高；而在_进料时，进料位置最低。用图解法求理论板时，在F，xF，xD，q，xW，R 和操作压力 P 7 个参数中与_无关。10. (2 分) 等速干燥阶段物料表面的温度等于_。11.12. (2 分) 将含水量
4、为 0.5 kg 水/kg 绝干料的某物料与一定状态的空气接触，测出物料的平衡水分为 0.05 kg 水/kg 绝干料，则此物料的自由水分为_。13. (4 分) 临界湿含量与哪些因素有关？（举其中四个因素）_。14. (2 分) 等速干燥阶段物料表面的温度_干燥介质的湿球温度。15. (3 分) 当空气的湿含量一定时，其温度愈高，则相对湿度愈_，表明空气吸湿能力愈_，所以湿空气在进干燥器_都要经预热器预热。二、选择题1. (2 分) 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为 y=2x，kxa=0.2 kmol/m3.s, kya=210-5 kmol/m3.s, 则此体系属_控制。A.液膜B. 气膜
5、C.气液双膜2.(2 分) 低浓度气体吸收中，已知平衡关系为 y=2x，kxa=310-5kmol/m3.s, kya=0.2 kmol/m3.s,则此体系属_控制。A. 气膜B. 液膜C.气液双膜3. (4 分)对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时，其溶解度系数 H 将_，亨利系数 E 将_。A.增加B.减少C.不变4. (2 分) 精馏过程的操作线为直线，主要基于_。A. 塔顶泡点回流B. 理想物系C. 恒摩尔流假定D. 理论板假定5. (2 分) 一操作中精馏塔，若保持 F，xF，q，V(塔釜上升蒸汽量）不变，减小 D，则塔顶易挥发组分回收率_。A.
6、 增大B. 不变 C.减少D. 不确定6. (2 分) 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数_。A. 逐渐减少B. 逐渐增多C. 不变7. (2 分) 某精馏塔的理论板数为 15 块（包括塔釜） ，全塔效率为 0.5，则实际塔板数为_块。A. 28B.29C. 308. (2 分) 精馏过程的操作线为直线，主要基于_。A. 恒摩尔流假定B. 塔顶泡点回流 C. 理想物系D. 理论板假定9. (2 分)精馏塔操作线的斜率为 R/(R+1)，全回流时，其斜率等于_。A. 0B. 1C.10. (2 分) 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平
7、衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数_。A. 逐渐减少B.逐渐增多C. 不变11. (2 分) 某精馏塔的理论板数为 17 块（包括塔釜） ，全塔效率为 0.5，则实际塔板数为_块。A. 34B.31C. 30D. 3212. (2 分) 对于恒速干燥阶段，下列哪个描述是错误的？A.干燥速度与气体的性质有关B.干燥速度与气体的流向有关C.干燥速度与气体的流速有关D.干燥速度与物料种类有关13. (2 分) 在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为_，不能除去的水分为_。A.平衡水分B. 结合水分C.非结合水分D. 自由水分14. (2 分) 物料中非结合水的特点之
8、一是其产生的水蒸汽压_同温度下纯水的饱和蒸汽压。A. 小于 B. 等于C. 大于D.不确定15. (2 分) 若是干燥同一物料，当物料的临界含水量较早出现时，则干燥所需的时间_。A. 延长B.不变C. 缩短16. (2 分) 影响恒速干燥速率的主要因素是_。A. 空气的状态B.物料的含水量C.物料的性质17. (2 分) 将不饱和空气在总压和温度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的_。A.湿球温度B.绝热饱和温度C.露点三、分析证明题 1. 设在一气液逆流接触的吸收塔内气体进入量为 G mol/m2.s，液体进入量为 L mol/m2.s；气体进口浓度为 y1，出口浓度为 y2
9、（以上浓度均为摩尔分数） ，塔内气体平衡关系符合亨利定律 y*=mx。试证明：当 mG/L=1 时，气相总传质单元数为。1 2221mxymxyNoG2. 在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故吸收剂入塔浓度变大，而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何变化？3. 一操作中的常压连续精馏塔分离某混合液。现保持回流液量和进料状况（F、xF、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量，试分析 xD、xW 如何变化？四、计算题1. (15 分) 某厂有一填料吸收塔，直径为 880 mm，填料层高 6 m，所用填料为 56 mm 的拉西环。在 25及 101.325 kPa
10、（绝压）时，每小时处理 2000 m3含 5%（体积）丙酮的空气-丙酮混合气，处理时用水作溶剂，塔顶送出的尾气中含丙酮 0.263%（体积） 。塔底送出的溶液中每 kg 含丙酮 61.2 g。在上述操作条件下，平衡关系为 y*=2x。根据上述所测出的数据，试求：（1）气相总传质系数 Kya；（2）每小时回收的丙酮量。2. (20 分) 拟在直径为 1 m 的填料吸收塔中，用清水逆流吸收空气混合物中的可溶组分，混合气的处理量为 30 kmol/h,气液相平衡关系为 y=2x。已知该可溶组分的进口浓度为8%（摩尔分数，下同） 。现要求其出口浓度不大于 1%，取操作液气比为 L/G=2，此时气相总体
11、积传质系数 Kya=0.0186 kmol/m3.s。试求：（1）操作液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需的填料层高度。3. (20 分) 用连续精馏塔分离某二元混合液，原料液流量为 200 kmol/h，露点进料，进料浓度为 0.5，塔顶馏出液浓度为 0.96，釜液浓度为 0.1(以上均为易挥发组分的摩尔分率）。操作条件下相对挥发度为 3，塔顶采用全凝器，泡点回流。塔釜间接蒸汽加热，且塔釜汽化量为最小气化量的 1.5 倍。试求：（1）塔釜的气化量；（2）离开第二层理论板的液体浓度（由塔顶往下数） 。4. (20 分) 一连续操作的常压精馏塔用来分离苯甲苯混合液，原料液流量为 500 kmo
12、l/h，泡点进料，进料浓度为 0.5，欲使塔顶含苯 0.95 ，塔底含苯 0.05 (以上均为摩尔分率） 。操作条件下相对挥发度为 2.5，R=1.5Rmin, 塔顶蒸汽先进入分凝器，所得冷凝液全作回流，未冷凝的蒸汽进入全凝器，得最后产品。试求：（1）塔顶和塔底产品量；（2）塔顶第一层理论板上升的蒸汽组成。5. (15 分）有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为 1000 kg/h (以干燥产品计） 。物料水分由 12%降至 3%（均为湿基） ，空气的初温为 25，湿度为 0.01 kg 水/kg 干空气，经预热器后升温至 70，干燥器出口废气的干球温度为 45。 设空气在干燥器进出口处焓值相
13、等。试求：（1）在 H-I 图上表示空气的状态变化过程；（2）初始状态下的空气用量为多少 m3/s？6. (20 分)在常压下用连续干燥器干燥含水 1.5%（湿基）的物料。干燥器的处理能力为G1=2.56 kg/s，物料进口温度为 25，产品出口温度为 35，其中含水 0.2% (湿基)，绝干物料的比热为 1.842 kJ/kg.K，原湿空气的湿度为 0.0165 kg 水/kg 干空气，在预热器内加热至 95后再送入干燥器，干燥器中不再补充热量。已知空气离开干燥器时的干球温度为 65，干燥器中热损失为 586 kJ/kg 汽化水，试求：(1) 干燥产品流量；(2) 空气消耗速率（kg 干空气
14、/s） 。7. (15 分)在多级逆流接触式萃取器中，每小时用 40kg 纯溶剂 S 对某 A、B 两组分混合液进行萃取分离。在操作条件下，B 与 S 完全不互溶，以质量比表示的分配系数为 1.5。已知稀释剂 B 的流量为 30kg/h，原料液中 A 的质量比组成 XF=0.3kgA/kgB，要求最终萃余相质量比 XN=0.05 kgA/kgB。试求：完成分离任务所需的理论级数。8. (8 分)在多级逆流接触式萃取器中，每小时用 40kg 纯溶剂 S 对某 A、B 两组分混合液进行萃取分离。在操作条件下，B 与 S 完全不互溶，以质量比表示的分配系数为 1.5。已知稀释剂 B 的流量为 30kg/h，原料液中 A 的质量比组成 XF=0.3kgA/kgB，要求最终萃余相质量比 XN=0.05 kgA/kgB。试求：完成分离任务所需的理论级数。
