化工原理考试题

化工原理考试题化工原理考试题化工原理考试题资料仅供参考文件编号：2022年4月化工原理考试题版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：化工原理考试题（精馏）一.填空题（20分）1.精馏操作的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。实现精馏操作的必要条件包括＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2.(2分)已分析测得这四股物料的组成为，，，，试找出YX，Y，X的对应值，Y＝____，X＝____，Y＝____，X＝_____,3.某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知x＝，则y＝＿＿＿（由塔顶往下数）4.(8分)某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=+,提馏段操作线方程为y=则回流比R=____,馏出液组成x________,原料组成x=__________.釜液组成x=_________.5.如图所示，ａ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ点表示＿＿＿＿＿＿＿＿；ａｂ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；ｂｃ段表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。二.选择题（5分）1.某精馏塔精馏段理论板数为N层，提馏段理论板数为N层，现因设备改造，使提馏段的理论板数增加，精馏段的理论板数不变，且F、x、q、R，V等均不变，则此时:（）A.x减小，x增加；B.x减小，x不变；C.x减小，x减小；D.x减小，x的变化视具体情况而定。三..问答题1.(10分)精馏塔在一定条件下操作时，问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化为什么四.计算题（65分）1.分离苯和甲苯混合液，进料组成为，馏出液组成为，残液组成为（以上组成均为苯的摩尔分率）。苯对甲苯的平均相对挥发度为。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。试求：(1)最小回流比；(2)若回流比取最小回流比的1.2倍，列出精馏段操作线方程(3)列出提馏段操作线方程。2.苯和甲苯混合液含苯(摩尔分率，下同)，流量为，于常压下进行连续精馏，要求塔顶x=，塔底x=,D=，原料于泡点下进入，R为，已知操作条件下相对挥发度α＝是常数。求：(1)精馏段操作线方程；(2)提馏段操作线方程。3.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中，每小时向塔釜加入苯－甲苯混合液100kmol，苯含量为50％（摩尔％，下同），泡点进料，要求塔顶馏出液中苯含量80％，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比为3，相对挥发度为，求每小时获得的顶馏出液量D，釜排出液量W及浓度x。4.某一精馏塔，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成x=(mol组成)的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+试求：(1)回流比R，塔顶组成x，塔釜组成x。(2)提馏段操作线方程。5.由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40％(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成x=，塔顶采用全凝器，回流比R＝3，在操作条件下的平衡关系为y＝＋，求：(1)塔釜组成x；(2)每小时能获得的馏出液量D。一.填空题1.混合液中各组分的挥发度差异。塔顶液相回流塔底上升气流2.y6＝x6＝y7＝x7＝3.y＝αx/（1＋（α－1）x）＝3×(1+2×＝x＝y＝y＝3×（1＋2×）＝4.5.ａ）y，xｂ）y，xｃ）y，xｄ）x,xｅ）y,y二.选择题A.三..问答题当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，分离能力下降，xD↓，易挥发组分收率降低，xW↑。四.计算题1.⑴y＝×（1＋×）＝R＝（x－y）/（y－x）＝（－）/（－）＝⑵R＝×＝y＝（）x＋＝＋⑶．令F=Fx=Dx+Wx=+(1-D)×解得D=W=∵q=1L'=L+qF=RD+F=×+1=V'=V=(R+1)D=×=∴y'=L'x'/V'-Wx/V'='/'y＝－2.⑴q=1,yq=×(1+×=,Rmin=R=×=,y=/+1)++1)=+⑵V'=V=(R+1)D,L'=L+qF=RD+F,y'=L'x'/V'-Wxw/V'=(RD+F)x'/(R+1)D-(F-D)xw/(R+1)D='3.(12分)题号:6256第6章知识点:210难度:中等*****答案*****y1=xD==(1+x1=yw=x1×R/(R+1)+xD/(R+1)=3×(3+1)+4==(1+xW=100=D+W,100×=+D=),W=)*****答案*****(1)D=F(x-x)/(x-x)即=)/(x-x)R/(R+1)=5/6∴R=5x/(R+1)=x/(5+1)=x=x=(2)提馏段操作线:y'=(L′/V′)x-Wx/V′∵饱和蒸汽进料∴q=0,L′=L,V′=V-F又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D∴y'=[L/(V-F)]x'-W×(V-F)={RD/[(R+1)D-2D]}x'-D×[(R+1)D-2D]=[5/(6-2)]x'(6-2)='5.⑴y1=xD=,=+,x1=,yw=3×(3+1)+(3+1)=,=×xw+,xw=,⑵D=100W==).化工原理练习题（干燥）一.填空题1.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。2.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。表示该空气为___________。3.干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_________________均恒定。4.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；首先除去的水分为____________；不能用干燥方法除的水分为__________。5.已知某物料含水量X=水.kg绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量X=水.kg绝干料，平衡含水量X*=水.kg绝干料，则物料的非结合水分为__________，结合水分为__________，自由水分为___________，可除去的结合水分为________。6.对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t，湿球温度t和露点t间的关系是______________。7.等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。8.湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓______________，相对湿度__________。(增加、减少、不变)9.对不饱和空气通过间壁换热器进行加热，使温度由ｔ升至ｔ，此时其湿球温度＿＿＿＿，相对湿度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿，湿度＿＿＿＿。10.对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度ｔ,湿球温度ｔ，绝热饱和温度ｔ,露点温度ｔ的关系是ｔ＿＿ｔ＿ｔ＿＿ｔ。二、问答题1.如何强化干燥过程？2.欲在298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到％（湿基），你认为是否可能为什么已知在此条件下木材的平衡水分为12％（干基）。3.某恒定干燥过程，（如图所示：预热器K1，干燥器K2，冷却冷凝器K3），已知预热器出口空气的干球温度为t,湿球温度为t此状态空气在干燥器经历一个绝热增湿过程，出干燥器空气温度为ｔ，经冷却冷凝器冷却冷凝，析出一部分水份之后，再经预热器预热至ｔ，且其湿球温度仍为ｔ，如此反复循环。试在湿空气的H－Ｉ图（或ｔ－H）图上用线段和箭头绘出空气在上述干燥过程状态变化的示意图。并说明空气在各设备中所经历的过程。三.计算题1.某干燥器的生产能力为(产品），物料从含水量2%干燥至含水量%（均为湿基）。已知生产车间的气温为22℃，相对湿度为60%；空气离开干燥器时的温度为45℃，湿球温度为32℃。干燥为等焓过程。试求：(1)水分蒸发量；(2)离开干燥器时空气的体积流量为多少m.h

(3)空气进入干燥器的温度；(4)热效率为多少？2.某气流干燥器的生产能力为180kg产品.h,现要求将物料从含水量2%干燥至含水量%，（均为湿基）。已知生产车间的气温为25℃，空气的湿含量为水汽.kg干空气。空气经预热器预热至94℃进入干燥器，若空气离开干燥器时的湿球温度为32℃，露点为25℃。问：(1)水分蒸发量为多少(2)干空气消耗量为多少(3)干燥器的热效率为多少(4)空气离开干燥器的温度

(5)干燥过程是否等焓（说明原因）3.在常压连续干燥器中，将处理量为的湿物料，自含水量为47％干燥倒5％（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器k1加热，再送入干燥器K2，循环比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为，新鲜空气的湿度H为绝干气，温度为22℃，废气的湿度H为绝干气，温度为52℃，假设干燥过程为绝热过程，预热器损失可忽略不计。试计算干燥过程的耗热量。并在H－Ｉ图上定性绘制出湿空气的状态变化过程。已知：绝干空气比热为水蒸汽比热为0℃时水蒸汽潜热为。一.填空题1.传质过程2.小；绝干空气3.干燥介质（热空气）的温度、湿度、速度以及与物料接触的方式。4.自由水分；非结合水分；平衡水分5.、、、（单位皆为：kg水.kg绝干料）6.t＞t＞t＞7.干燥介质一热空气的湿球温度8.不变、增加、减少9.上升，下降，不变，不变10.＝，＝，＝，＝。二.问答题1.强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而采取不同的措施。在等速干燥阶段：要使干燥速率提高，其措施：增大热空气的温度、降低其湿度；增大热空气的流速；改变其接触方式（如垂直流过物料层效果比平行好，若将物料充分分散于气流中更好）在降速干燥阶段：主要改变物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流中增大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。2.要求含水量降低到：X＝==13%＞12%(干衡水份)∵X＞X*∴是可能的3.由ｔw1及ｔ1确定A点（由温度为ｔw1的等温线与φ＝100％线相交，再沿等Ｉ线向上与等温线ｔ1相交得A点）。AB为空气在干燥器经历绝热增湿过程，也是等焓干燥过程BC为空气在冷却冷凝器经历等H冷却过程。CD为空气在冷却冷凝器经历析出部分水份过程（φ＝100％线）。DA为空气在预热器中经历等H升温过程。三.计算题1.1）水份蒸发量W：W=G(W-W)/(1-W)=1000×=水.h2)离开干燥器的空气体积流量V：V==/(H-H)依t=22℃,φ=60%查出H=H=水汽.kg干空气t=45℃,t=32℃,查出H=水汽.kg干空气,v=.kg干空气∴V=×3)空气进入干燥器的温度t:∵I=I故可查出t=357K=84℃4)热效率h=[(t-t)/(t-t)]×100%=[(84-45)/(84-22)]×100%=%2.已知：图示。1）水分蒸发量W：W=G（W-W）/（1-W）=180（）/（）=水.h2)干空气消耗量L:∵L=W/（H-H）依t=32℃,t=25℃查T-H图得H=而H=∴L=干空气.h3)空气离开干燥的温度t：由t=32℃,t=25℃在T-H图上找到C点，再由C点找到t==℃4)干燥器的热效率η:∵η=(Q/Q)×100%=[(t-t)/(t-t)]×100%代入得：η=[/(94-25)]×100%=%5)是否等焓干燥：依t=94℃,H=H=水汽.kg干空气，查出I=干空气依t=32℃，t=25℃查出I=干空气∵I≠I,故干燥不是等焓过程。3.干燥过程为绝热过程，因此，整个干燥过程的耗热量也就是预热器的给热量（近似为等焓过程考虑）Q＝L（Ｉ1－Ｉ1'）1．计算L对整个系统进行物料衡算：L0（H2－H0）＝Ｗ＝GC（Ｘ1－Ｘ2）Ｘ1=47%/(1-47%)=;Ｘ2=5%/(1-5%)=;GC=×(1-47%)=H2－H0＝代入上式便得L0=(kg绝干气.s)根据循环比为可知L＝5L0=(kg绝干气.s)2．计算QＩ2=+)ｔ2+H2ｒ0t=+××52+×2490=(kg绝干气)Ｉ0=+)ｔ0+H0ｒ0t=+××22+×2490(kg绝干气)Q＝×化工原理练习题（吸收）一.填空题1.(4分)用相平衡常数m表达的亨利定律表达式为_______.在常压下,20℃时,氨在空气中的分压为114mmHg,与之平衡的氨水浓度为15(kgNH/100kgHO).此时m=______.2.(2分)当平衡线为直线时，总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K=1/k+H/k其中1/k表示＿＿＿＿＿，当＿＿＿＿＿＿＿项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。3.(4分)含SO为10％（体积）的气体混合物与浓度C为的SO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p＝（大气压），则SO将从＿＿＿相向＿＿＿相转移，以气相组成表示的传质总推动力为＿＿＿＿大气压.4.(4分)在常压下，测定水中溶质A的摩尔浓度为，此时气相中A的平衡摩尔分率为，则此物系的相平衡常数m=＿＿＿＿＿。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m=＿＿＿＿＿，若测得总压值为2atm，则此时的亨利系数E=＿＿＿＿＿atm,而溶解度系数H≈＿＿＿＿＿.atm。5.(4分)1.实验室用水逆流吸收空气中的CO，当水量和空气量一定时，增加CO量，则入塔气体浓度________，出塔气体浓度______,出塔液体浓度________.2.吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于__________________和______________________________之差。6.(5分)含溶质A摩尔分率为x=的溶液与压力为2atm,y=的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=），则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。7.(5分)含溶质A摩尔分率为x=的溶液与压力为2atm,y=的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=），则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。二.问答题1.(10分)双膜论的主要论点有哪些？并指出它的优点和不足之处。2.(6分)提高吸收速率应采取哪些措施三.计算题1.(12分)在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积％），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=，取吸收剂用量为最小用量的倍，试求：(1)水溶液的出塔浓度；(2)若气相总传质单元高度为，现有一填料层高为6m的塔问该塔是否合用注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。2.(12分)用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]，相平衡常数m=，已知其气膜吸收分系数k=[.h.atm]，液膜吸收分系数k＝[]，试分析该气体被水吸收时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程3.(14分)在直径为的填料塔中，用的清水吸收空气和SO混合气中的SO，混合气量为1000m（标准）.h，混合气含SO％（体积）,要求回收率％操作条件为20℃、1atm,平衡关系为y=,总体积传质系数K=，求液体出口浓度和填料层高度.一.填空题1.y=mx2.液膜阻力气膜阻力H/k3.ｐ＝ｐ＝×＝从气相向液相转移Δｐ＝4.；；atm；14.atm5.1.增加；增加；增加2.气相主体摩尔浓度；同液相主体浓度相平衡的气相浓度6.因为p=Ex；y=（E/p）x；所以m=2=y=×=；y-y=x==；x-x=若p↑，m↓，x↑，Δx↑，故：吸收；，，减少,增加7因为p=Ex；y=（E/p）x；所以m=2=y=×=；y-y=x==；x-x=若p↑，m↓，x↑，Δx↑，故：吸收；，，减少,增加二、问答题1.论点：1）相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面，相界面两侧分别各有一稳定的气膜和液膜，吸收质以分子扩散的方式通过此两膜；2）在两膜层以外的气液两相主体中，由于流体的充分湍动，吸收质的浓度基本上是均匀的、全部浓度变化集中在两膜层中，即阻力集中在两膜层内：3）在相界面处，气液两相达平衡，即界面上没有阻力。实验证明，在气速较低时，用双膜理论解释吸收过程是符合实际情况的，即提高速度，可增大吸收速率已为实践所证实。根据