传质过程基础习题

1、 10/10传质过程基础习题 第一章传质过程基础 一、选择与填空（30分，每空2分）http:/./doc/2b7a11c58bd63186bcebbcba.html /month.200807.html 1. 传质通量与_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 2. 传质通量j A与_相对应。 A.； B.； C.； D. 。 3. 传质通量与_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 4. 等分子反方向扩散通常发生在_单元操作过程中；一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_单元操作过程中。 5. 描述动量和质量传递类似律的一层模型是_；两层模型是 _；三层模型是_。 6.

2、 通常，气体的扩散系数与_有关，液体的扩散系数与_有关。 7. 表示_对流传质系数，表示_对流传质系数，它们之间的关系是_。 8. 对流传质系数与推动力_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 9. 推动力与对流传质系数_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 二、计算题（40分，每题20分） 1. 在一根管子中存在有由CH4（组分A）和He（组分B）组成的气体混合物，压力为1.013105 Pa、温度为298K。已知管内的CH4通过停滞的He进行稳态一维扩散，在相距0.02m的两端，CH4 的分压分别为Pa及Pa，管内的总压维持恒定。扩散条件下，CH4 在He中的扩散系数

3、为m2/s 。试求算CH4的传质通量。 2. 298 K的水以0.5 m/s的主体流速流过内径为25mm的萘管，已知萘溶于水时的施密特数为2330，试分别用雷诺、普兰德泰勒、卡门和柯尔本类比关系式求算充分发展后的对流传质系数。 三、推导题（30分，每题15分） 1. 对于A、B 二组元物系，试采用欧拉（Euler）方法，推导沿x、y方向进行二维分子传 质时的传质微分方程。设系统内发生化学反应，组分A的质量生成速率为kg/（m3s） 2. 试利用传质速率方程和扩散通量方程，将转换成。 一、选择与填空（30分） 1. 吸收操作的原理是_。 2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，

4、亨利系数将_，相平 衡常数将_，溶解度系数将_。 A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 3. 在吸收操作中，以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_。 A. ； B. ； C. ； D. 。 4. 等分子反方向扩散通常发生在_单元操作过程中；一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_单元操作过程中。 5. 双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的模型参数分别是_、_和_。 6. 增加吸收剂用量，操作线的斜率_，吸收推动力_。 7. 脱吸因数的定义式为_，它表示_之比。 8. 在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将_。

5、 A. 不变； B. 不确定； C. 减小； D. 增大。 9. 推动力（）与吸收系数_相对应。 A. ； B. ； C. ； D. 。 二、计算题（70分） 1. 在压力为101.3kPa 、温度为30的操作条件下，在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的NH3。已知入塔混合气体的流量为 220 kmol/h，其中含NH3为1.2% ( 摩尔分数)。操作条件下的平衡关系为Y =1.2X（X、Y均为摩尔比），空塔气速为1.25m/s；气相总体积吸收系数为0.06 kmol / (m3s)；水的用量为最小用量的1. 5倍；要求NH3的回收率为95%。试求： （1）水的用量； （2）填料塔的直径和

6、填料层高度。（25分） 2. 已知某填料吸收塔直径为1m，填料层高度为4m。用清水逆流吸收某混合气体中的可溶组分，该组分进口组成为8%，出口组成为1%（均为mol%）。混合气流率为30kmol/h，操作液气 比为2，操作条件下气液平衡关系为。试求： （1）操作液气比为最小液气比的多少倍； （2）气相总体积吸收系数； （3）填料层高度为2m处的气相组成。（25分） 3. 在一逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收某混合气体中的溶质。气体入塔组成为0.025 （摩尔比，下同），液气比为1.6，操作条件下气液平衡关系为。若循环溶剂组成为0.001，则出塔气体组成为0.0025。现因脱吸不良，循环溶剂组成

7、变为0. 01，试求此时出塔气体组成。（20分） 第一章蒸馏 【学生自测】 一、选择与填空 1. 汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_，但汽相组成_液相组成。 2. 汽液两相呈平衡状态时，若汽液两相组成相同，则汽相露点温度_ 液相泡点温度。 A. 相等； B. 大于； C. 小于； D. 不确定。 3. 所谓理论板是指_，且_。 4. 操作中的精馏塔，保持、不变，增加，则_， _。 A. 增加； B. 不变； C. 不确定； D.减小。 5.某二元物系，相对挥发度，对、两层理论板，在全回流条件下，已知 ，则_。 6. 精馏塔中由塔顶向下的第、层塔板，其汽相组成关系为_。 A. ； B. ； C

8、. ； D. 不确定。 7. 某精馏塔的精馏段操作线方程为，则该精馏塔的操作回流比为 _，馏出液组成为_。 8. 操作中的精馏塔，保持、不变，减小，则有_。 A. D增加，R减小； B. D不变，R增加； C. D减小，R增加； D. D减小，R不变。 9. 在塔的精馏段测得、 （均为摩尔分率），已知， ，则第三层塔板的_。 二、计算题 1. 在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为 100 kmol/h，其组成为0.55（摩尔分率，下同）；釜残液流量为45 kmol/h，其组成为0.05；进料为泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.6倍；物系的平均相对挥

9、发度为 2.0。 （1）计算塔釜重组分的收率； （2）求出提馏段操作线方程。 2. 在一连续精馏塔中分离某二元理想混合物。已知原料液的流量为100 kmol/h，组成为0.4（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为 最小回流比的 1.6倍；操作条件下平均挥发度为2.4 ；测得现场操作数据：x n-1=0.270， x n=0.230 。若要求轻组分的回收率为97% ，塔釜残液组成为0.02 。试求： （1）塔顶产品的流量和组成； （2）操作回流比； （3）第n块塔板的气相默弗里板效率。 3. 某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知、 ，平均相对

10、挥发度，操作回流比为最小回流比的 2倍。塔底直接蒸汽加热，每 层塔板的单板效率。试求： （1）塔顶采出率； （2）进入第一块实际板(由塔顶向下)的汽相组成 一、填空题（40分） 1板式塔是_接触式气液传质设备，操作时为_连续相；填料塔是_接触式气液传质设备，操作时为_连续相。 2塔板的主要类型有_、_、_、_等。 3气体通过塔板的总压降包括_、_和_。 4塔板上的异常操作现象包括_、_、_。 4塔板的负荷性能图由五条线构成，它们是_、_、_、_、_，塔板适宜的操作区是_区域，而实际操作时应尽可能将操作点位于适宜操作区的。 5塔板的操作弹性是指_。 6填料的几何特性参数主要包括_、_、_等。 7

11、通常根据_、_及_ 三要素衡量填料性能的优劣。 8填料因子是指_。 9填料塔内件主要有_、_、_、_。 10填料操作压降线(D p/Zu）大致可分为三个区域，即_、_和_。填料塔操作时应控制在_区域。 二、选择题（30分） 1气液在塔板上有四种接触状态，优良的接触状态是（），操作时一般控制在（）。 鼓泡接触状态蜂窝接触状态泡沫接触状态喷射接触状态 2板式塔塔板的漏液主要与（）有关，液沫夹带主要与（）有关，液泛主要与（）有关。 空塔气速液体流量板上液面落差塔板间距 3（）属于散装填料，（）属于规整填料。 格栅填料波纹填料矩鞍填料鲍尔环填料脉冲填料弧鞍填料 4填料的静持液量与（）有关，动持液量与（

12、）有关。 填料特性液体特性气相负荷液相负荷 5（）越小，（）越大，越易发生液泛。 填料因子f值气体密度液体密度液体粘度操作液气比 三、计算与分析题（30分） 本题附图为某塔板的负荷性能图，A为操作点。 （1）请作出操作线； （2）塔板的上下限各为什么控制； （3）计算塔板的操作弹性； （4）该塔板设计是否合适，若不合适如何改变塔板的结构参数。 分配系数是指（）。 3分配系数与下列因素有关（）。 A 温度； B 物系种类； C 压力； D 组成。 4分配系数越大，萃取分离的效果（）。 5通常，物系的温度越高，稀释剂与萃取剂的互溶度（），越不利于萃取操作。 6选择性系数的定义式为（）。 7溶质的分

13、配系数越大，稀释剂的分配系数越小，则选择性系数（），越有利于组分的萃取分离。 8选择萃取剂时，主要考虑的因素有（）。 9萃取是利用原料液中各组分（）的差异而实现分离的单元操作。 10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（）进行。 11进行萃取操作时，应使选择性系数（）1。 A 等于； B 大于； C 小于。 12进行萃取操作时，应使溶质的分配系数（）1。 A 等于； B 大于； C 小于。 13萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M位于（）。 A 溶解度曲线上方区； B 溶解度曲线下方区； C 溶解度 曲线上； D 任何位置均可。 14萃取设备的主

14、要类型有（）。 15根据两相接触方式的不同，萃取设备可分为（）式和（）式两大类。填料萃取塔属于（），筛板萃取塔属于（）。 二、分析题（25分） 用纯溶剂S对某混合液A+B进行单级萃取，操作条件下的溶解度曲线和辅助曲线如附图所示。请图示分析单独改变下列条件时，萃余液的组成如何变化。 （1）萃取剂用量S增加；（10分） （2）原料组成x F增加。（15分） 三、计算题（30分） 20时丙酮(A)水(B)氯苯(S)三元物系的三角形相图如本题附图所示。现拟采用多级逆流萃取装置，以氯苯为溶剂从丙酮水溶液中提取丙酮，原料液中丙酮的质量分率为0.35，处理 量为1000kg/h，萃取剂用量为680kg/h，

15、要求最终萃余相中丙酮的质量分率不大于0.05。试求理论级数。 第五章固体物料的干燥 【学生自测题】 一、选择与填空（50分） 1. 某常压湿空气由t1被加热到t2，则空气的性质参数变化为： H1（）H2、1（）2、I1（）I2、t d1（）t d2、t w1（）t w2、t as1（）t as2、c H1（）c H2、v H1（）v H2。 大于 等于 小于 不确定 2. 湿空气的温度、干球温度、绝热饱和温度和露点之间的关系为： t ( )t as、t as ( ) t w、t w ( ) t d。 大于或等于 等于 小于或等于 不确定 大于 小于 3. 湿空气HI图由（）线群、（）线群、（）

16、线群、（）线群和（）线群组成。 4. 若已知湿空气的性质参数（），则可在HI图确定湿空气的状态。 H、t H、t d I、t w I、j H、t w H、j 5.干燥系统所消耗的热量主要用于( )、（）、（）和（）。 6.干燥系统的热效率是指（）。 7.（）与物料的性质有关，（）与空气的状态有关。 平衡水分 自由水分 结合水 非结合水 8.通过干燥不可能被除去的水分是（）。 平衡水分 自由水分 结合水 非结合水 9.一般地，恒速干燥阶段除去的水分是（） 平衡水分 自由水分 结合水 非结合水 10 一般地，干燥过程可划分为（）阶段和（）阶段。 11.在干燥过程中，表面汽化控制阶段所除去的水分是（

17、），内部迁移控制阶段所除去水分是（）。 平衡水分 自由水分 结合水 非结合水 12.临界含水量是指（）。 13.干燥器的主要形式有（）。 14.气流干燥器的干燥作用主要发生在（）。 干燥管的进口段 干燥管的出口段 干燥管的中间段 整个干燥管内 15.流化床干燥器的主要特点是（）。 二、计算题（50分） 1. 若将温度为20、湿度为0.009kg水kg绝干气的湿空气常压加热至50，试求 （1）加热前后湿空气的焓变；（2）加热后湿空气的相对湿度。（15分） 2. 温度为20C、湿度为0.01kg/kg绝干气的常压新鲜空气，经预热器预热至120C后用于干燥某湿物料。空气离开干燥器的温度为60C、湿度

18、为0.05kg/kg绝干气，湿物料进出干燥器的温度分别为30C、50C，湿基含水量分别为20%、5%，干燥产品流量为60kg/h，湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg湿物料.C)，忽略干燥系统的热损失。试求： 1）新鲜空气的耗量；（2）干燥系统所需的总加热速率；（3）干燥系统的热效率。（35分） 一、选择与填空 1. 汽液两相呈平衡状态时，汽液两相温度_，但汽相组成_液相组成。 2. 汽液两相呈平衡状态时，若汽液两相组成相同，则汽相露点温度_ 液相泡点温度。 A. 相等； B. 大于； C. 小于； D. 不确定。 3. 所谓理论板是指_，且_。 4. 操作中的精馏塔，保持、不变，增加，则_， _。 A. 增加； B. 不变； C. 不确定； D.减小。 5.某二元物系，相对挥发度，对、两层理论板，在全回流条件下，已知 ，则_。 6. 精馏塔中由塔顶向下的第、层塔板，其汽相组成关系为_。 A. ； B. ； C. ； D. 不确定。 7. 某精馏塔的精馏段操作线方程为，则该精馏塔的操作回流比为 _，馏出液组成为_。 8.