化工原理下册期末试题样卷及答案Word文档下载推荐.docx
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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Nr,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
&
有一实验室装置将含A10%的A、B混合物料液50公斤和含A80%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。
问此工作状态下的选择性系数3=
9、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40C,相对湿度为50%,已查出40C时
水的饱和蒸气压Ps为7.375kPa,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
433
数分别为kya=2x10-kmol/（ms）,kxa=0.4kmol/（ms）。
则该吸收过程为
阻力控制。
（A）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、xf，塔顶为xd,塔底为xw若塔釜上升蒸汽
量V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
（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、Xf、R、D和W—定，并保持实际操作气速不变,
而q值减小，贝U—__。
（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
件不变，则萃取液浓度y；
_。
（A）增大（B）下降（C）不变（D）变化趋势不确定
15、温度为t0,湿度为H。
，相对湿度为「°
的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后,
空气的温度为t1,湿度为H1，相对湿度为则
（A）H0>
H;
（B）%>
%；
（C）H<
H1；
（D）%<
帥。
二、问答题（15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y、液体出塔浓度X1的变化趋势。
（可画图说明：
Nog不变条件下，X1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，其塔顶产品组成有何变化？
为什么？
；
Xc值将会变大还是变小？
3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时
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，Xf=o.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y；
。
（设所涉及范围内分配系数kA均相同）
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
15C湿含量为0.0073Kg水/Kg绝干气，焓为35KJ/Kg绝干空气；
空气进干燥器温度为90C,焓为109KJ/Kg绝干气；
空气出干燥器温度为50C；
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O.OIKg水/Kg绝干料；
干燥器生产能力为237Kg/h（按干燥产品计）。
（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（m3/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：
Vh=（2.83X10-3+4.56X10-3H）X（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Nog；
（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？
六、精馏计算题（20分）
含苯0.5（摩尔分率，下同）、流量为1000kmol/h的苯一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=1.5Rmin,:
=2.5。
（1）塔顶、塔底产品量D、W（kmol/h）及塔底产品浓度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、tl:
:
t24、降低，升高5、2.08
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、369、降低，升高，不变10、0.0238、
101.69/100.6911、A12、A13、A14、D15、B
二、问答题（15分，每小题5分）
1、；
L、G不变，.Hog不变、N°
g不变；
又m不变，故1/A不变。
由吸收因数法可知%一叫2不变，由此可知『20。
y2「mx2
2、从泡点回流改为冷液回流时，XDf。
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、xcf因为提高干燥时气流速度可导致等速阶段"
增加，随着U4,内部水分扩
散不及的现象就可能提前来临，即。
也就是：
临界含水量X。
随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。
Na=kH（Hw-H）二'
（t-tw）；
气速增大=kH和〉增大=Na恒
rw
物料本性、气固接触方式均相同条件下，Na1s=XC
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Xf、S两点，
因为S/F=1，所以FS中点即为合点M。
又yA二Xa，故过m作水平线RE即为连结线，
00
连接SE、SR,并延长至E、R,
由图上可读出yA=0.54,Xa=0.1•”yA/xA0yW0.54/0.11O56
…yB/Xb0（1—Ya0心—Xa）0（1-0.54〃（1—0.1）
也可-Ya/Xa二Ya/Xa=10.56
yB/XB（1一yA-yS）/（1-Xa-Xs）
（2）设FS线与平衡线左交点为M■，过M作水平线ME■，则ME即为S用量最少时的连结线。
连结SE并延长至AB边上，得yA=0.6（虚线位置）
四、干燥计算题（15分，每小题5分）
1.求绝干空气量V（考察X与w之间的关系）
GC=G2（1-w2）=G2/（1+X2）=237心+0.01）=234.7Kg绝干料/h
W=GC（X1-X2）=234.7（0.15-0.01）=32.9Kg/h
V=W/（H2-H1）=32.9/（0.023-0.0073）=2096Kg绝干气/h
2.求风机流量L
Vh=（2.83X10-+4.56X10-Ho）X（to+273）
33
=（2.83X10-+4.56X10-X0.0073）X（15+273）
=0.825m湿空气/Kg绝干气
L=VXVH=0.825X2096=1729.2m/h=0.480m/S
3.求预热器加入热量QP
QP=V（I1-I0）=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,X2=0
—yr=°
.°
5一°
=0.306
GX10.098-0
1/Am051.63A=0.612
LG0.306
1.’mGy1-mX2
In1-
mGIL，Ly2-mx2
L
1
1-1.63
ln
0.05
1.63
HO不变，所以NO也不变。
—=mG二竺=0.815;
A=1.224，贝V
A2L2
1—0.815
ln1-。
815v
-ya
0.815
.y；
=0.00606
L增大一倍后，溶质A被吸收的量=Gy1-y2而原状况下溶质A被吸收的量=Gy1-y2
Gy1-y2=y1_y?
Gy1—■y2y1-■y2
0.05-0.00606
0.05-0.02
=1.46（倍）
六、精馏计算题（20分/6、6、6、2）
（1）
Dxd0.9D
-0.90
Fxf10000.5
D-500kmol/h
1000=dw
W=500加ol/h
10000.5二D0.9WxW
xw—0.1
（2）泡点进料，Xe二Xf=°
.5
Xe
ye丄=0.714
1：
-1Xe11.50.5
Rmin二XD_ye=0.869
ye—Xe0.714—0.5
R=1.5Rmin=1.50.869=1.304
精馏段操作线方程：
R
y"
养二迦Xn
R12.304
（3）精馏段操作线与q线交点d坐标为:
09
0.566Xn0.390
2.304
xd=xF=0.5yd=0.566xd+0.390=0.673
ym1—Xwyd一Xw
故提馏段操作线方程为:
（4）Xd不能达到分离要求。
此题可图解说明
ym.-0.10.67-30.1
xm■0.10.-50.1
ymi=1.43*5-0.2543
或者V=（R+1）D=2.3045£
1052
L=RDqF=1.304500-1000=1652
则可得提溜段方程y=1.434x-0.0434
Xm_XwXd_Xw
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