化工原理考试试卷答案

1、密度和质量浓度的关系:ABi （1 分）化工原理1-2习题集答案第八章传质过程导论一、填空题（每空1分）1、2.36， 1倍 2、= , tw td 5 、 6、增大，减小，减小7、 目的：避免物料温度过高，脱水速度过快，防止物料变形；代价：推动力tm 减小，传质推动力 Hm 减小，传热所需设备容积增大。8、目的：（1）可增加气速，提高传质和传热系数； （2）增加气量可提高气体分 布均匀性；（ 3）可提高空气预热温度，减少空气用量，提高热效率，又可避免物 料过热。代价：推动力tm减小，传质推动力 Hm减小，传热所需设备容积增大9、自由含水量 X X 2 O.23 O.OO7 O.223结合水量

2、为 X1 O.O2 ； 非结合水量 X X1 O.23 O.O2 O.21二、选择题（每题 2 分）1-5、BCCDD 6-10、CACCA 11-13、BBB三、简答题（每题5分）1、答：用加热的方法使固体物料中的水份或其它溶剂汽化而被除去的操作称为“干燥”操作。（1分）干燥过程可分为：恒速干燥阶段和降速干燥阶段；（2分）， 分别受表面汽化控制和内部扩散控制（2分）。2、答：水蒸汽分压PW单位kPa；湿度H , kg水汽kg干空气；相对湿度，无单位；比容 Vh, m/kg干空气；比热容 O, kJ/kg干空气；焓I，kJ/kg干 空气；干球温度，t;湿球温度，tW露点温度，td；绝热饱和温度

3、，ts03、3.答：平衡水分是空气状态和物料特性的函数，对一定的物料，平衡水分随空气状态而变化。平衡水分是在一定空气状态下不能被干燥除去的水分，是干燥的极限。（2分）结合水只与物料的特性有关，而与空气的状态无关。结合水是能与饱和湿空 气平衡的湿物料所含水分的最低值，湿物料的含水量低于此值便会从饱和湿空气 中吸收水分。（2分）一般地，结合水的一部分是自由水分，其能被干燥除去；另一部分是平衡水 分，其不能被一定状态的空气干燥除去。（1分）4、答：当空气传给水分的显热恰好等于水分汽化所需的潜热时，空气与湿纱布间的热质传递达到平衡，湿球温度计上的温度维持恒定。此时湿球温度计所测得 的温度称为湿空气的湿

4、球温度。（2分）绝热饱和温度tas:在与外界绝热情况下，空气与大量水经过无限长时间接触后， 达到与水温相等的空气温度。（2分） 不饱和空气，t t as =t W t d （ 1分）水汽的质量0.622 （1 分）P PW5、湿度：单位质量绝干空气中所含的水汽的质量，其表达式为:相对湿度：水汽分压和其可能达到的最大分压之比。-PW （1 分）PS绝干空气的质量二者的意义：用湿度来表示空气中水汽含量，能表明湿空气中含水汽的绝对量，但不能反映这样的湿空气距离最大分压的程度或继续接受水分的能力，而相对湿度就是反映了湿空气接受水分的能力。（3分）四、计算题（每题10分）1、解：当t 20 C时的饱和蒸

5、汽压为 PS 2.335kPaH 0.622PS0.622 0.5 2.3350.0072 kg水汽/ kg绝干空气PPS101.30.5 2.335CH1.011.88 H1.011.88 0.00721.023kJ/ kg oCI CHt 2500H1.024 20 2500 0.007238.48kJ / kg对空气水系统其湿球温度与绝热饱和温度数值上相等，以绝热饱和温度的计算为例，其r计算公式为：tast 竺H as HCH设tas 14 C查得饱和蒸汽压表得：ras 2448 kJ / kg, Ps 1.614kPaHaS0.622PS0.6221011.614.31.(0.01kg

6、水汽/ kg绝干空气614PPSras . I2448tast亠HasH200.01 0.007213.3oCCH1.011.880.0072再设tasi 13.5 C查得饱和蒸汽压表得：ras2461.04kJ kg,ps 1.566kPaHaS0.622PS0.6221.5660.00977 kg水汽/ kg绝干空气PPS101.31.566ras2448otas tas HasH200.009770.007213.8 CCH1.011.880.00722、解：（1）根据预热器的热量衡算得到预热器所需热量为:Q PL 11 I 0 LCH t1 to Lch0 h to先求L:由物料衡算可

7、知：L W H2 H1W1GIW 2W250051100 120.2g / S1.011.88H2t22500H2等焓干燥：I2 I1 ,即 1.011.88H1 t12500HI1.011.88 0.005150 2500 0.0051.011.88H 240 2500H2H 2 0.0485kg水 / kg干空气20.2 10 3Q P Lc h0 t1（2）干燥器出口温度为 40 C,的水汽分压小于饱和蒸汽压,H11.010.0485 0.0050.4644kg / S1.88 0.0051.019kJ /kg oCto 0.46441.0191502061.52kJ Z S经过管路和旋

8、风分离器后温度下降了30 C,此时若湿空气则不会发生返潮现象；查饱和水蒸汽压30 C 时,PS 4.25kPa ,湿空气出口湿度为0.0487kg Zkg则水汽分压：PWHP0.622 H00485 1 *13 7.33kPa 4.25kPaPS0.622 0.0485会发生返潮现象。3、解：（1）对于理想干燥器，气体状态的变化是等焓的，即(1.011.88H1)t1 2500H1(1.01 1.88H2)t2 2500H 2H2(1.01 1.88H1)t1 2500HI 1.01t21.88t2 2500(1.01 1.88 0.006) 90 2500 0.006 1.01 601.88

9、 60 25000.0177kg水 /kg 干空气l 1 Hg85.510.00686.01kg / kg水蒸发每千克水分所需要的供热量为:q ICH t1t085.5M W HI 101.011.88 0.006 90 206.11 103kJkg水此干燥过程的热效率为:_t2 9_60 0.429t1 t090 204、解：（1）水分蒸发量： W G1 Wl W21 W2空0竺卫匹0.205kg Z s36001 0.05(2)绝干空气消耗量 L : LH2 H1等焓干燥，IiI 2 即:1.011.88H1 t12500H11.01 1.88H2t22500H21.011.88H1 t1

10、2500HI 1.01t21.88t225001.011.88 0.009120 2500 0.009 1.01 401.88 40 25000.041kg水/ kg绝干空气则蒸发0.205kg Z S的水分所消耗的绝干空气量为:WH2 H16.406kg绝干空气ZS0.041 0.009(3)干燥收率为95%时的产品量：假定干燥过程中无物料损失，则干燥产品量为:G2 G W 2000Z3600 0.2050.351kg Zs或者：G2 G1bw1 w220001 0.436001 0.050.351kg Z S干燥收率的定义为:实际产品量理论产品量100%收率为95%的干燥产品量为:G2 G

11、20.351 95%0.333kg Zs5、解：实验：I 20.252105 S其中:GC X1XCAUCZGCAUCGCXC X* lnAUCX2 X1X1 XC1 2XC X* InXX2 X10.2521051.116 10 0.050.050.160.330.160.160.05 In-0.09GCX1XC0.370.16AUC1.11610 5GCXC*XI XC*X-In *AUCX2X0.160.05I 0.160.05In121.1160.16850.188210 S100.070.05105 S0.356 105s30.3 C。查表得 W 2430 kJ / kg。10 3H

12、)(t 273)10 3 0.0103)(70 273)6、解：（1）在I ： H图上可查得空气预热前后的状态，等湿预热，则此时空气的湿度为 HO H10.0103kg /kg ,湿球温度 tw进入干燥器空气的湿比体积为:(2.83 10 3 4.56(2.83 10 3 4.560.987m3/ kg干气密度为:1 001031.02kg /0.987质量流速:1.0266.12kg/(m2 S)给热系数:为:干燥速率:(2)NA14.3G08NA预热温度为(t tw)14.3(t t w)6.120.8 60.9W m 20.0609 (70 30.3)2420C 0.0609kW m320.995 10 kg /(m2oCS)80C时，查得空气进入干燥器得湿球温度tw 32.3 C,则干燥速率0.609 (80 323)1.20 10 3kg(m2 S)2420第十四章 其他分离方法一、填空题（每空 1 分）1、临界温度，临界压力2、对称膜，非对称膜，复合膜，荷电膜3、小4、越大5、致密的表皮层，疏松的多孔支撑层6、不同组分透过多孔膜的速率或在致密膜内的溶解 -扩散性