化工原理专业课考研真题

1、1、 填空题1 .饱和液体进科时, q=1;L, =_ L+F;V, =V.2 .精储操作一般用于别离 气体混合物,其原理是利用原料中各组分的 溶解度差异来到达别离的目的.3 .知q=1.7,那么加料中液体量与总加料量之比是1:1.4 .对一定组成的二元体系的精储过程,压力越大,那么相对挥发度越 小,对别离越不利.5 .板式塔从总体上看气液两相呈_气相接触,在板上气液两相呈 液相接触.6 .任写出板式塔三种不正常操作状况：漏液；雾沫夹带；液泛；气泡夹带；液相量缺乏任意三个7在填料塔中气流量相同的情况下,液体流量越大,液膜越 厚 、压降越 大 .8 .对流枯燥的特点是传热、传质方向相反的过程.9

2、 .常压下,空气中水汽分压为 20mmHg时,其湿度H=_0.0168_.10相对湿度小可以反映湿空气吸收水汽水平的大小,当小值大时,表示该湿空气的吸收水汽的水平小：当小=0时,表示该空气为 绝干气2、 选择题1 .精储塔中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质,使上升的汽相中轻组分浓度提升,最恰当的说法是 D A.液相中轻组分进入汽相B.汽相中重组分进入液相C.液相中轻组分、重组分同时进入汽相,但其中轻组分较多D.液相中轻组分进入汽相和汽相中重组分进入液相同时发生2 .溶液连续精储计算中进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 0A.平衡线B.操作线与q线C.平衡线与操作线D,平衡线与q线3

3、 .当进料为气液混合物且气液摩尔比为1比3时,那么进料热状况参数q值为C A. 0.5B. 1C. 0.75D. 0.6操作条件下相对4 .在连续精储塔中,进行全回流操作,已测得相邻实际塔板上液相组成分别为x=0.7、Xn=0.5 均为易挥发组份摩尔分率挥发度为3,那么以液相组成表示的第n板的单板效率EmL= B .A. 77.5%B. 76.2% C . 80% D. 71.3%全回流时,yn=xn,=0.7Xnyn 二*1： -1 Xn_ *0.7)1 2Xn* _ xn =0.4375mL,n%XnXn 4 - Xn0.7 -0.50.7-0.4375=76.2%5 .直接水蒸汽加热的精

4、储塔适用于C 的场合.A.节约再沸器B.任意混合液体C.混合液体为水溶液,且对塔底储出液浓度要求不高6 .为了使通过填料塔的压降小,应选 A 大的填料.A.空隙率B.比外表积C.体积7塔板上降液管出口处布置安定区的目的是为了 C A.预防漏液量过大B.预防雾沫夹带量过高C.预防越堰液体的气体夹带量过高D.液体分布不均匀.8 .板式塔中操作弹性最大的是B oA筛板塔B 浮阀塔 C 泡罩塔9 .在湿度一定时,不饱和空气的温度越高,其相对湿度越 A .A.愈高B.愈低C.不变.10 .物料的非结合水分一定是B .A.平衡水分B.自由水分C.结合水分3、 判断题1 .为了节省再沸器的费用,通常采用直接

5、蒸汽加热.X 2 .蒸储操作依据是组分间沸点差异.X 3 .精储塔任意一块理论板上,其液相的泡点温度等于气相的露点温度.x4 .板式塔任一块塔板上的效率都等于全塔效率.V5 .鼓泡吸收是气体分散成气泡通过液体,因此,气体为分散相,液体为连续相.X6 .填料塔的填料外表是提供气液接触的场所,7 .在一定温度下,物料中的结合水分与非结合水分的划分只与物料本身性质有关,而与空气状态无关.,8 .在txy图中,汽相线与液相线,离得越开,表示该系统越容易别离,假设汽相线与液相线重合,那么不能别离.,9 .精储段操作线是指相邻两块塔板间,下面一块板蒸汽组成和上面一块板液相组成之间的定量关系方程.,4、 计

6、算题1 .别离一混合液,进料组成为0.5,储出液组成为0.95,残液组成为0.02 以上组成均为苯的摩尔分率.泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间 接蒸汽加热.体系的平均相对挥发度为 2.5.试求：1最小回流比；(2)假设回流比取最小回流比的1.5倍,列出精储段操作线方程;(3)列出提储段操作线方程.解：(1)泡点进料,Xe = XF =0.5Xf1： -1 XF2.5 0.51 (2.5-1) 0.5= 0.714RminXd - ye 0.95 - 0.714Rmin1 - xd -Xe - 0.95-0.5解得 Rmin =1.1(2) R=1.5Rmin=1.1X 1.5= 1.65

7、yn 1XnR 1XDR 11.650.95Xn1.65 11.65 1-0.623xn 0.358(3)令 F=1kmol/h由物料包算得：Fxf =Dxd WXw1 0.5 =0.95D (1 - D) 0.02解得 D=0.52kmol/h ; W=0.48kmol/h= q=1L = L qF = RD F =1.65 0.52 1 =1.858kmol/hV = V (1 -q)F =(R 1)D =(1.65 1) 0.52 = 1.378kmol/h提储段操作线方程为：yn 1 =/Xn -等 =1.35Xn -0.00692 .在常压连续精微塔中别离两组分理想溶液.该物系的平均

8、相对挥发度为 2.5.原料液组成为0.35 (易挥发组分摩尔分率,下同),饱和蒸气加料.塔D顶采出率F为40%,且精储段操作线方程为 y=0.75x+0.20,试求：(1)提储段操作线方程：解：先由精储段操作线方程求得 R和xD ,0.7,求该板的气相默夫里效率Emv1.再任意假设原料液流量F,通过全塔物料衡算求得 D、W及xw,而后即可求出提储段操作线方程.Emv1可由默夫里效率定义式求得.(1)由精储段操作线方程知六二.75解得R=3.0-xD- = 0.20R 1解得xd=0.8设原料液流量F=100kmol/hD=0.4X100=40kmol/hW=60kmol/hxWFxF -DxD

9、100 0.35 -40 0.8= 0.05因q=0,故L =L=RD=3 X40=120kmol/hF -D100 -40V =V- (1 q) F= (R+1) D- (1 q) F=4X40100=60kmol/h提储段操作线方程为yn 1xn -.7 xw - xn 1 _ 0.O5=2x_0.O5V W 6060(2)板效率Emv由默夫里板效率定义知：EmvYi -Y2*Yi -Y2其中 y1=xD=0.8Y2=0.75X 0.7+0.2=0.725*y1 =ax11 a -1 Xi2.5 0.71 1.5 0.7=0.8 5 40.80 0.72,Emv0.58 =58%0.854

10、 0.7253 .在常压下将含水质量分数为5%勺湿物料以1.58kg/s的速率送入枯燥器,枯燥产物的含水质量分数为0.5%.所用空气的温度为 20C、湿度为 0.007kg/kg干气,预热温度为127C,废气出口温度为82 C,设为理想枯燥过程试求：(1)空气用量V;(2)预热器的热负荷解：(1)绝对干物料的处理量Gc =Gi(1 -Wi)=1.581 -0.05) =1.5kg 干料/s 进、出枯燥器的含水量为X1 =-w= 0.05 = 0.0527kg/k时料X2 = w = 005 = 0.00502kg / kg干 料1 -w11 -0.051 - w21 - 0.005水分汽化量为

11、W =Gc(X1 -X2) -1.5 (0.0527 -0.00502) -0.0715kg/s气体进枯燥器的状态为H1 =H0 =0.007kg/kg干气I1 =(1.01 1.88H1)t1 2500H1= (1.01 1.88 0.007) 127 2500 0.007= 147kJ/kg 干气气体出枯燥器的状态为t2=82C, I2 =Ii =147kJ/kg干气出口气体的湿度为H2I2 -1.01t21.88t2 2500147-1.01 821.88 82 2500=0.0242kg/kg 干气空气用量为WH2 -Hi0.07150.0242 -0.007= 4.16kg干气 /s

12、(2)预热器的热负荷为Q=V(Ii -I.)I 0 =(1 .011 .88 H 0)t02500 H 0= (1.011 .88 20) 0.00725000.007=17 .8kJ / kg 干气Q =V(I1 -I0)=4.16 式(147-17.8)=538kW4 .一理想枯燥器在总压100KPa下将物料由含水504燥至含水1%湿物料的处理量为20kg/s.室外空气温度为25C,适度为0.005kg水/kg干气,经预热后送入枯燥器.废气排出温度为 试求：(1)空气用量 V (kg/s)(2)预热温度(C)(3)枯燥器热效率优秀学习资料欢迎下载50C,湿度为0.0495kg水/kg干气.

13、解：(1)由题可得：X1=w= 0,5 = 1kg水/kg干料1 -w11 -0.5X2w20.01=0.0101kg 水 / kg 干料1 - w21 - 0.01Gc =G(1-叫)=20 (10.5)=10k时料/sGc(X1 %)H2 -H110 (1 -0,0101)0.0495 -0.005二222 kg干气 / s(V =V(1 H0) =222 (1 0.005) = 223kg/s(2)由于枯燥过程为理想枯燥过程,即为等始枯燥过程所以I1= I2(1.01 1.88H1)t12500Hl =(1.01 1.88H2)t2 2500H2. t1=163C(3)理想枯燥过程不计热

14、量损失和补充热量二L 一b t1 -t0163-50163-25= 81.9%【例1】在一常压精储塔内别离苯和甲苯混合物,塔顶为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2.47,饱和蒸汽进料.进料量为 150kmol/h ,进料组成为0.4(摩尔分率),回流比为4,塔顶储出液中苯的回收率为0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95.试求：(1)塔顶储出液及塔釜采出液组成；(2)精微段操作线方程；(3)提储段操作线方程；(4)回流比与最小回流比的比值；(5)假设全回流操作时,塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6 ,全凝器液相组成为 0.98 ,求由塔顶第二块板上升的气相组成.解：(1)塔

15、顶储出液及塔釜采出液组成；(a)0.97Fxf = Dxd0.95F (1 -xF) =W(1 -xW)(b)F=D+W+150(c)DXd +Ww =FXf =150X0.4 = 60(d)联立a、b、c和d求解得:D=62.7kmol/hxd=0.928W=87.3kmol/h ,xw=0.0206 ,(2)精微段操作线方程；yn 1xn= 0.8xn 0.18563提储段操作线方程;饱和蒸气进料,故ym 1q=0L7XmWxwV =(R 1) - FL = L = DRRD(R 1) -FxmWXw(R 1)D - F= 1.534xm -0.011(4)回流比与最小回流比的比值；Xd

16、-yqRmin q-0 ,yq Xf 0.4yq - xq由yq = 得 Xq =0.21251 (- -1)Xqq0.928 -0.4RRmin -0.4-0.2125底min =1.425求由塔顶第二块板上升的气相组成.EmV =,2 =0.6,1y1 一丫2而y1Xi全回流时,y2=X1y1X12.47y21 (二 一 1)x11 1.47y2y1 =0.98,代入上式可得：y2 = 0.96931/3 摩尔数比.【例2】用一连续精储塔别离苯-甲苯混合溶液,原料液中含苯0.40 ,塔顶储出液中含苯 0.95 以上均为摩尔分率.原料液为气液混合进料,其中蒸汽占苯-甲苯的平均相对挥发度为2.

17、5,回流比为最小回流比的2倍,试求：1原料液中汽相及液相的组成；2最小回流比；3假设塔顶采用全凝器,求从塔顶往下数第二快理论板下降的液体组成.解：1设原料液液相组成为2 .1 ._那么一xF yF = 0.4332.5xfy 二1 1 .5xf联立1式和2式,可得:XF ,汽相组成为yF 均为摩尔分率XF =0.41xF =0.326yF =0.548(2)XD -yqRmin -yq - xq因 q=2/3,y=_x(3)q -1 q 7(4)yq =0.5482.5xy 二1 1.5x联立(3)和(4)可得：xq =0.326所以Rmin0.95 -0.5480.548 -0.3260.4

18、020.222= 1.83精微段操作线方程为R=2 X 1.8=3.6Yn 1XdR 1= 36x 095 =0.783xn 0.2074.64.6Y1 = xD = 0.952.5xiY1 = 贝 Ux1 = 0.8841 1.5x1由y2 =0.783x1 +0.207 得y2 =0.8992.5xo0.899 =-x2 = 0.7811 1.5x2【例3】用一连续精储塔别离二元理想溶液,进料量为100kmol/h ,进料组成为0.4 (摩尔分率,下同),储出液组成为0.9 ,残液组成为0.1 ,相对挥发度为2.5 ,饱和液体进料.塔顶冷凝器为全凝器,塔釜间接蒸汽加热.操作回流比为3.试求：(1)储出液及残液量；(2)塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol?(3)离开塔釜上一块理论板液相组成为多少解：FXf =DXd