全国大学生化工实验大赛试题

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业全国大学生化工实验大赛竞赛试题满分：100分时间:2小时注意事项：（1）答案用钢笔或者圆珠笔写在答题纸上，写在本试题纸上的答案一律无效。（2）不用抄题，按下述格式注明答题顺序号、填写试题答案：例如：一（题号）1、（题号）（答案）××××（答案）××××一、在测定某新型塔板的全塔效率的全回流精馏实验中，测得塔顶回流液体的组成是0.8（易挥发组分的摩尔分数），塔底上升蒸汽的组成是0.333（易挥发组分的摩尔分数），数出的实际塔板的数目是5，实验物系的相对挥发度为2。（1）请画出塔内物料流动的示意图。（2）请计算这些塔板在本实验中的全塔效率。（3）实验过程中，某同学观察到了蒸汽源源不断的从塔底流向塔顶，冷凝后又流回塔底。该同学觉得流体靠重力从塔顶流向塔底容易理解，蒸汽又为什么会从低处向高处流动呢？又没有风机等气体输送机械对蒸汽提供力源。请你给他进行详细的解释。二、在进行套管式换热器总传热系数测定的实验中，某同学测定了冷、热流体的流量和进出口温度，记录了换热器的结构尺寸数据，观察到了冷热两股流体是并流流动的。在数据处理时，该同学使用了对数平均温差来计算总传热系数。请分析这么计算是否合理。三、如果让以上两股物流在一个理论级中进行传热和传质（没有外部热量供应），请（1）估算离开该理论级的物流的温度、组成和流量。物流1：常压绝干空气，50℃，质量流量100kg/h：物流2：纯水，常压，50℃，质量流量100kg/h。估算时可以使用以下近似和数据：可以忽略空气在水中的溶解；可能用到的物性数据有：水的蒸汽潜热为2490kJ/kg,水的定压比热容为4.18kJ/(kg▪℃),水蒸汽的定压比热容为1.88kJ/(kg▪℃)；空气的定压比热容为1.01kJ/(kg▪℃);30，35，40，45,50和55℃时水的饱和蒸汽压分别为4.25,5.62,7.38,9.58,12.34和157.74kPa。（2）如果请你设计实验验证以上计算数据，你设计出的实验设备会是什么样子呢？四、SherwoodTK（Sherwood准数以其名命名）和Chamber1937年发表在[Ind.Eng.Chem.,29:1415]上的一篇论文中报道了如下实验：在湿壁塔中以硫酸溶液吸收氨气-空气混合物中的氨气。湿壁塔的内径d0为15mm，高度H为800mm，空气和硫酸溶液逆流接触（气体自塔底部进入，硫酸溶液自塔顶部流入，在壁塔表面形成一层液膜并向下流动，液膜的厚度相比于湿壁塔的内径非常小），测定得到的数据如下表所示：硫酸溶液（1mol/L）入口温度t2,℃24.4硫酸溶液出口温度t1,℃27.2气体入口温度T1，℃25气体入口温度T2，℃28.9吸收过程总压p0,kPa100气体入口NH3分压p1,kPa8气体出口NH3分压p2,kPa2空气流量V，kmol/h0.1(1)假设塔内高度h处氨的分压p（kPa），画出该高度处氨分压沿塔的径向的变化的示意图；氨在空气中的传质系数为kG[kmol/(m2▪kPa▪