2023年化工原理试题及答案

二3m，直径为25×2mm0.7m/s315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数=800W/(m2·℃)，40%，污垢热阻又为070%，〔1〕换热器每程供给的传热面积〔外外表为基准；2换热管的总根数〔34.18kJ/(kg·℃)]〔1〕换热器每程供给的传热面积〔外外表为基准，S10.7m/sS1每程的管子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。两流体交换的热量为：QWrhh

1.25315394kw又 QWC (t t)，C 4.18kJ/kgC，c pc 2 1 pc则 W Q

394

4.713kg/sc C (tpc 2

t) 4.18(3717)1单管内水的流量为：Wc1

d2u0.7850.02120.710000.2423kg/s4W 4.713每程所需管子数为 c1 Wc1

19.50.2423S d ln 0.0252034.71m21 o 1(2)由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。QKo1(1(1o

Sto1(1(1800

m0.41o

0.70.41)o由题给数据，

0.4 1 0.70.4 1)800 800476.2W/m2Ct m

t t12t12ln 1t2

(7217)(7237)44.25Cln72177237则任务所需的传热外外表积为：Q 394SoKto m

18.7m20.476244.25S d lno oS

18.7换热管总根数为： no

79.4dl 0.0253o取 n80(2)换热器的管程数。由题意管程数为：Nt

n4n1320℃和45℃用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的状况下，38℃，〔1〕空气出口温度为多少？2〕总传热系数冷热流体的出口温度各为多少？〔>>

〔4〕冷却水流量加大后，换热器的水 空气传热速率有何变化？变为多少？解： 使用初期 使用一年后110℃ 40℃ 110℃ T245℃ 20℃ 38℃ 20℃空气出口温度T2题意可得：使用初期 QWC (tc pc 2〔1〕

t)WC (Th ph

T)KStm使用一年后

Q2WC (tt

)WC (TT)KSt2〕

c pc 2 1

h ph 1 2 m2两式相比2〕/〔1，得110T2

(4520)T=59.6℃2K/Kmt m

1

)(T2

t)652034.2CTt1ln 1 21

ln65T t 202 1mtm

54.2Cln11038 ln7259.620 39.6方程(2)式/(1)式，得： (3820)

K54.2

故 K 0.50%(4520) K 38.2 K冷热流体的出口温度t及T2 2一年后 QWC (tt)WC 〔3〕c pc 2 1 h ph 1 2 mQ2WC (tt)WC 〔4〕c pc 2 1 h ph 1 2 m方程〔4〕式/〔3，得：110T K 1 (110t)(T20)22 22

211059.6 3820 K 54.2

ln110 t2T202整理前半式的方程 t39.60.179T 〔5〕又因 水

2，K空气

2K， 故 K

空 空(110T)(t20) 1 (110t)(T20)2由等比定理2

2 2

211059.69 54.2

ln110 t2T202110t 41.4则

2T202

54.2整理得， t153T 〔6〕2 2联立〔5〕和〔6，可得： t29.4C，T57.5C2 2冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少？tm

11029.4

ln80.6

56.3C则 Q

mmQ

tm

20 37.556.354.21.04一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数 为1100w/m2C，管外有某种1液体沸腾，沸点为50℃，膜系数 为5800w/m2C。试求以下两种状况下的21〕〔2〕0.005m2C/w解：无视管壁热阻，并假设壁温为Tw当壁很薄时，依据壁两侧的对流传热方程式可得：TT

T

90T

T 50www1 1 1 w 1www则 Tw同理

1100 58001 256.4CTT

T

90T

T 50ww1 1wwwRw

1

w0.005 01 2则 T 84Cw

1100 5800由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。流量为2023kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流淌，数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可无视不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，4.17kJ/kg·℃，不计温度变化比照热的影响，试求〔1〕量为多少？1〕冷却水用量；QWC (tc pc 2

t)WC (T1 h ph

T)2QWc

4.17(6515)20231.02(15080)W 685kg/hc时对数平均温差为多少？原情况 QWC (tc pc 2

t)WC (Th ph

T)KSti

Sti i m(1)

情况 QWC (tt)WC

T

tSt(2)

c pc 2 1

ph 1 2

m i i m因 水 空气

，K空气

，换热器与气体的状况未变，t m

则QQSS则QQSS，故ttiii imm2(150t)(8020) 210tt m

2 22 2则 t60C， 〔tt<2，则t用算术平均值适宜〕2 1 2 mQW4.176020)20231.02(15080)故 W856kg/hc7120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的4000kg/h，比热容为1.9kJ/(kg·℃)，温度从30℃60℃。蒸汽冷凝无视管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为54×2mm12m〔1〕饱和蒸汽流量〔其冷凝潜热为2204kJ/kg〔2〕管内苯的对流传热系数〔3〕50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温i算。1〕饱和蒸汽流量；QWh

rWC (tc pc

t)40001.9(6030)2.28105kJ/h1W Q2.25105h r 2204

103.4kg/h管内苯的对流传热系数；1i1

t

) t tQWC (tc pc 2

t)K1

Sto

KSo

Ttln 1Tt2

2 KSo o

2 1T tln 1Tt2Tt KS整理得 ln

1 o o 〔1〕Tt2

WCc pcS do o

L0.054122.036m2lnTt1Tt2

ln120300.4055120600.405540001.9Ko 36002.036

0.4205kw/(m2C)1 1R do do 〔2〕K sid do o i i i 4 104420.5 10000 50 50i 585w/(m2C)i50%，苯的出口温度为假设干(1.5)0.8i

(1.5)0.8585809.1w/(m2C)将其代入〔2〕式得 K535.7w/(m2C)o代入〔1〕式得 ln12030120t2

535.72.036360040001.51.91000

0.3444解得 t56.2C2假设想维持苯的出口温度仍为60℃应实行哪些措施？作出定量计算。将管子加长，由〔1〕式得ln1203012060

0.4055

KSo oWCc pcSo

0.40551.540001.91000535.7

2.4m2LS/(do o

)2.4/(0.054)14.15m提高加热蒸气压强〔温度〕lnT30

0.3444T60 40001.51.91000解得T133Ci8一废热锅炉，由25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内472℃。转化气一侧=300W/m2·K，水侧=10000W/m2·K，45W/m·K，假设无视污垢热阻，试求：io以内壁面为基准的总传热系数K;i单位面积上的热负荷q(W/m2);TTW i试以计算结果说明为什么废热锅炉中转化气温度高达500℃左右仍可使用钢1〕Ki

1 1 bd diK ii i

d idm 0 0d 1

0.0020.021

0.021所以 Ki〔2〕q

300 450.023 100000.025289.2W/m2KQKSti i m

(575227)(472227)qKti m

ln575227

293.584880.2W/m284.9kW/m2TW

及管外壁温度Ti575472T2 W T T T227由于 1 Wb i i 1S S Si i m 0 0575472T2 W T T T227W 1 0.002 i 1W 30021 4523 1000025由上述方程可解出 TW

237.8C， Ti

234.2C由计算结果可知，钢管的内外壁温度接近水侧沸腾的温度，即接近于热阻500℃左右，而钢管的温238℃，故仍可在此高温下使用钢管做换热管。420K370K，水进口温度285K，出口温度为310K。设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加一倍〔其它尺寸不变，求油及水的出口温度。解： 420K 370Kt m

2

97.5310K 285K对体系进展热量恒算，WCo po

(420370)WCw pw

(310285)KStm所以，

KStW m

KS97.51.95KS〔1〕

o C (420370) Cpo po

50 CpoW KS 97.5 3.9KSw C (310285) Cpw pw〔2〕冷却器长度增加一倍后，420K T2t2 285K tt 135T t假设： t 1 2 2 2m 2 2则 WCo po

(420T2

)WC (tw pw

285)2KStm2KSt

KS

t)m所以， Wmo

C (420T)C po 2 po

2 2(420t)2

〔3〕2KSt

KS

t)W m 2 2

〔4〕w C (tpw 2

285) Cpw

(t 285)2〔1〕=〔3〕

2

t)2

420T2〔2〕=〔4〕

2

t)2

t 2852解〔5〕和〔6〕方程，得： T2=341.74K t2=324.13Kt420324.1395.87 t341.7428556.741 2tt<2，则t用算术平均值适宜。1 2 m。1325mm2.5mm钢管，导热系数45W/mK。冷水在管内湍流流淌，给热系数12023W/m2K，热气在环隙中湍流流淌，给热系数250W/m2K。不计垢层热阻，试求：管壁热阻占总热阻的百分数；K有何变化？K有何变化？解：〔1〕1d d d 12K[21

2d 1

ln d1

]11 =[ ln ]12023 0.02 245 0.02 50总热阻

=48.3W/m2K10.021m2/W1K管壁热阻

0.025ln0.0252 d1

245 0.02=6.2105m2K/W管壁热阻分率为

6.21050.021

31030.3%〔2〕 u0.820.81

20.820233.48103W/m2K1 0.025 1K[

6.2105 ]49.0W/m2K3.48103 0.02 50KK4948.3

K 48.3〔3〕20.82

5087.1W/m2KK[

1 0.025 1 6.2 105 ] 2023 0.02 87.1增加 KK

69.6%K 48.3由上可知，管壁热阻往往占分率很小，可无视；提高K值，强化传热，应在小处着手。三三、计算某填料塔用水吸取混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/(hm2)，操作压力P=101.3kPa。已知容积传质系数k

a64.6kmol/(hm3) ，yka16.6kmol/(hm3)pL

4.62cA

〔式中气相分压pA

的单位是kP，平衡浓度单位是kmol/m31〕容积总传质系数Ka及传质单元高度yH 〔2〕液相阻力占总传质阻力的百分数。OG〔1〕由亨利定律PExHcHc x ymxMmHcM

/P4.62c101.3

0.0456cMkakacx L

16.6cM

kmol/hm3m

0.0456cM

2.75103hm3/kmolka 16.6cx M1 1 m 1 = 2.751030.0182hm3/kmol1 1 m 1Ka ka ka 64.6y y xKa54.9kmol/hm3yV 16H OG

0.291(m)a 54.9y〔1〕液相阻力占总阻力的百分数为：m/kx1/Ky

a2.751030.15115.1%a 0.0182低含量气体逆流吸取，试证：N

1 y ln 1OG 1

mV y2L式中y y y 为塔底的吸取推动力；y y y 为塔顶的吸取推动1 1 1e 2 2 2e力。证明：由物料衡算得：xx2

V(yy)L 2低浓度吸取 ye

mxy mxe

mV(yy)L 21N y 1

1 1 dyyOG y yyy2 e

y2ymx2

mVL

(yy)2y1 dyyy2(1mV)y(mVyL L 2

mx)2

mx 1 ln

L 1 L 2 2mV y 2 2LL(x1

x)V(y2

y)2mVyL 1

mVyL

mx2

mx11 ymx 1 y得 N

ln 1 1 ln 1OG 1mV

y mx2

1mV y2L L某填料吸取塔用含溶质x 0.0002的溶剂逆流吸取混合气中的可溶组分承受2液气比L/V=3，气体入口质量分数y 0.01回收率可达0.90。物系的平1。x0.00035，试求：2可溶组分的回收率下降至多少？液相出塔摩尔分数x上升至多少？1解：〔1〕y y(1)0.01(10.9)0.0012 11 m

20.667A L/V 31

1 ymx 1N OG 11A

) A y2

1 ]mx A2= 1

0.667]5.380.667 0.00022当x上升时，由于H不变，H 不变2 OGN H/HOG

也不变，即5.38 1 ln[(10.667)0.010.0003520.667]10.667 y0.0003522y0.00132

y y 0.010.00131 2 0.87y1

0.01V(y y)L(xx)1 2 1 2xV(y y)x1 L 1 2 20.000350.003253200m3/h5%0.04%〔均为摩尔%0.8m，Kya=38.5kmol/h。问〔1〕出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？〔2〕假设在上述操作条件下，将吸取10%，该塔能否使用？〔注：在此条件下不会发生液泛〕解〔1〕 Y1

0.05

0.05263 Y2

0.0004

0.0004惰性气体流量 V200273(10.05)7.69kmol/h22.4 301Y 0.05263X 1 0.0376 X 0.80X0.03011 m 1.4 1 1V(YL

Y)7.69(0.052630.0004)13.34kmol/h2X X21 2

0.03010YYmX 0.052631.40.03010.010461 1 1YY 0.00042 2 YYY m

0.00308ln Y2Z

V(Y1

Y) 7.69(0.052630.0004) 6.74m2K Y 38.50.7850.820.003082Ya m该塔现有填料层高度 Z 3 6m0.7850.82由于 ZZ 所以该塔不适合。10%时L1.113.3414.67kmol/h 7.69(0.052630.0004)L 2 XX1 2

1

14.67kmol/hX0.02741YYmX0.052631.40.02740.014241 1 1YY 0.00042 2Ym

ln0.014240.0004Z

1

Y) 7.69(0.052630.0004) 5.36m2K Y 38.50.7850.820.003872Ya m由于 ZZ 所以该塔适合。一填料塔用清水逆流吸取混合气中的有害组分A1.5m，0.0〔A，出塔尾气组Y=2.5X液气比为最小液气比的多少倍？〔2〕所需填料层高度？〔3〕假设气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为假设干米？〔1〕液气比为最小液气比的多少倍?Y 0.041

0.0417 Y2

0.0053

0.00533X 0.001281

0.01297YY 0.04170.00533L/V

1 2X X1

2.8040.012970(L/V)

YY 1

YY 1

0.04170.005332.18min

XX1

Y/m 0.0417/2.51则 (L/V)

(L/V)

min

2.804

2.18

1.286(2〕所需填料层高度？ZHOGNOG SmV/L2.5/2.8040.892N

YmX1 2

S]OG 1S Y2

mX2 1

0.892]10.892 0.0053305.11故 ZH N 1.55.117.67mOG OG(3)Y2YOGYOG

0.00330.00331

0.00331YmXN 22 2

S] 1

0.04170

0.892]10.892 0.0033107.52ZHOG

N 1.57.5211.28mOG9m，平衡关系Y=1.4X，测得气体进、出口浓度Y=0.03，Y=0.002，液体出口1 2X=0.015〔均为摩尔比〔1〕L/V〔2〕气相总传质单1H〔3〕Y=0.0015，为此拟增加填料层高度，在OG 2保持液气比不变的条件下应增加多少？1〕L/V；YY 0.030.002L/V

1 2X X1

1.870.0150H，OG因 ZH N SmV/L1.4/1.870.749OG OGN

YmX1 2

S]OG 1S Y2

mX2 1

0.749]10.749 0.00206.004故 H Z/N 9/61.5OG OG〔3〕ZZ？由题意知Y=0.0015 其它条件不变，则 H2 OG状况下的传质单元数为：

1.5不变N

1 YmX1 2

S]OG 1S YmX2 2 1

0.749]10.749 0.001506.98故ZH N故OG OG

1.56.9810.47mZZ10.4791.47m4m，用水吸取尾气中的有害组分A，平衡关系为Y=1.5XX=0，Y=0.004，X=0.008，Y=0.02，求：2 2 1 1气相总传质单元高度；操作液气比为最小液气比的多少倍；Y0.002，所以拟将填料层加高，假设液气流量2不变，传质单元高度的变化亦可无视不计，问填料层应加高多少？解:〔1〕气相总传质单元高度Y1.5X1

1.50.0080.012 Y02(YY)(YY) (0.020.012)0.004Y 1m

1 2YY

2 0.012 0.00577lnln 1Y2

1Y 0.0042YYN 1 2

0.020.0042.77OG Ym

0.00577H Z/N 4/2.771.44mOG OG〔2〕操作液气比为最小液气比的多少倍YY 0.020.004由于X2=0，故 L/V

1 2X X0.021.50.021.5

20.008(L/V)

min

YY1 2XX21.21 21.2

YY 1 Y/m1

0.020.0041.2则 (L/V)〔3〕ZZ？

(L/V)

min

1.67Y0.002 Y0.02 X0 则2 1 2YY 0.020.0042L/V2

1 2

X 21X0.0091所以 Y 1.5X1.50.0090.01351 1 (0.020.0135)0.002Y 1 1m

2 2 0.020.0135 0.00382Yln 1

Y 1

0.002YY2 2 YY 0.020.002N 1 2OG Ym

4.710.00382ZHOG

N 1.444.716.78mOG所以 ZZ6.7842.78m四HH2H1如下图，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为HH2H11H为5m。2当输水量为36m3/h全部阻力损失为4.9J/kg，压力表70%，水的密度为1000kg/m3，试求：两槽液面的高度差H为多少？泵所需的实际功率为多少kW？〔1〕H3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：p2233gH u2p gHu2 p22332 2 2

f,23其中， h 4.9J/kg, u=0,p=0,f,23 3 32.451Pa,=5m, =Vs/A=2.205m/s2 2 2代入上式得： H5

2.20522.4521054.929.74m29.81 10009.81 9.81泵所需的实际功率3-3´面，有：p0 3 hp03gH u2p W gHu2 030 2 e 2 f,03其中， h

6.864.9J/kg, u=u=0,p=p=0,H=0，H=29.4mf,03

2 3 2 3 0W=298.64J/ge

W s s

36 100010kg/s3600故 N WW 2986.4w，η=70%，NNee s e真空表的读数

4.27kw0-0´1-1´间列柏努利方程，有：u2 p

u2 p gH 0 0gH 1 1 h0 2

1 2

f,01其中， h

u=2.205m/sf,01

0 0 0 1 12.2052代入上式得，

p 1000(9.814.8 1.96)5.15104Pa1 20.525kgf/cm2两敞口贮槽的底部在同一水平面上,其间由一内径75mm200m0.17的全开闸阀彼此相7m5m，盛水3m6m时，需多长时间？设管道的流体摩擦系数0.02。1tHh1大罐截面积= 7238.465m2，141小罐截面积= 5219.625m2，4当大罐水面下降到H时所排出的体积为：V (7H)38.465，tx；所以 x38.465(7H)/19.62513.721.96H而 hx316.721.96H1-1´2-2´间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有：u2 p

u2 p z 1 1z 2 2 h1 2g g 2 2g

f,12其中 u u1 2

0 p p1 2

大气压， u为管中流速，z H， z 16.721.96H1 2 l u2

200 u2代入方程得：

hf,01

( ) (0.170.02 ) 2.727u2d 2g 0.075 2g2.96H16.722.727u22.96H2.96H16.722.727dtHH-dH，这时体积将变化为-38.465dH，则：故

(0.075)2〔2.96H16.72)/2.727dt38.465dH38.465dH38.465dH78(07296H17)/7278722.16dH1.085H6.131t8711.166(1.085H6.131)0.5dH71 1 78711.16 1.085H6.131671.08510.5 1.4648711.161.4649543.4s

21.085

0.37916m3m用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各局部相对位置如下图。输送管路尺寸为108×4mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m〔各段管长均包括全部局部阻力的当量长度。当阀门为3/4两测压口之间的阻力，摩擦系0.0216m3m阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；压强表读数(3泵的压头〔m；10kW，求泵的效率；气缚现象，试分析其缘由。1〕3/4开度时管路的流量(3/h；1-1´0-0´截面为基准水平面，有：u2 p

u2 p z 0 0z

1 1 h0 2g

1 2g

f,01 ll

20 u2其中，

h

1 0.02

1 f,01

d 2g 0.1 29.81 1=，u=0, p=〔表压, z=3m, =-42700P〔表压〕0 0 0 1 1代入上式，得：u=2.3m/s，Q=1 4(2压强表读数〔Pa；

d2u65m3/h3-3´0-0´截面为基准水平面，有：p222z u2p zp222

u3 3h2 2g

3 2g

f,233.5

2.32 p2

1601.51050.02100 2.322g 1000g 1000g 0.1 29.81解得，p=3.21P〔表压〕2〔3〕泵的压头〔m；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得，H(z2

1

p p2 1Hg

0.53.231050.427105010009.8137.8m泵的有效功率HQ 37.8651000Ne

6.687kw102 3600102故Ne/N66.87%假设离心泵运行一年后觉察有气缚现象，缘由是进口管有泄露。H=20mH=20mH1=2m压0.030.05m，水的密度为，泵的效率为0.8153/h〔12〕泵轴功率，kw〔3〕Pa。1〕由题意知，uVs A

2.12m/s(36000.052 )4则 h

lu2

0.03

100

2.122

135.1J/kgf d 2 0.05 2〔2〕泵轴功率，kw；1-1´面，有：u2 p

u2 p gH 0 0W gH 1 1 h0 2 e 2 f,01其中， h , u=u=0，p=p=0〔表压〕,H=0，H=20mf 0 1 1 0 0代入方程得：We

gH hf

/kg又 W s s

15 10004.17kg/s3600故 N WW 1381.5w，η=80%，NNee s e

1727w1.727kwBRBR″AHR′R100kmol/h，易挥发组分x=0.5，泡点F进料，得塔顶产品 x=0.9，塔底釜液Dx=0.05〔皆摩尔分率，操作回流比WR=1.61，该物系平均相对挥发度α=2.25，塔顶为全凝器，求：塔顶和塔底的产品量〔kmol/h； t s第一块塔板下降的液体组成x为多1少；(4)最小回流比。1〕塔顶和塔底的产品量〔kmol/h；F=D+W=100 〔1〕D0.9W0.05Fx 1000.550 〔2〕F上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h第一块塔板下降的液体组成x1

为多少；1x1因塔顶为全凝器， xD

y 1

1)x11y1x 1y11

0.9 0.802.251.250.9写出提馏段操作线数值方程；VV(R1)D2.6152.94138.17LLqFRDF1.6152.94100185.23y

LxWxW 185.23x

47.060.05则 m1

V m V 138.17 m

138.171.34x0.017m〔4〕最小回流比。泡点进料，q=1, xqxF0.5xy

2.250.5 0.692q q

11.250.5x yR D

0.90.692

1.083min

y xq

0.6920.5一精馏塔，原料液组成为0.5〔摩尔分率100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h。精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求：塔顶、塔底产品组成；全凝器中每小时冷凝蒸气量；蒸馏釜中每小时产生蒸气量假设全塔平均α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率E=0.6，求离开塔顶第ml二块塔板的气相组成。1〕塔顶、塔底产品组成；因 R(R1)0.833， R=5 又 xD(R1)0.15，x 0.90D由物料衡算Fx Dx WxF D W得 x (1000.5500.9)/500.1W全凝器中每小时冷凝蒸气量；V=〔R+1〕D=300kmol/h蒸馏釜中每小时产生蒸气量；q=0，V´=V-F=300-100=200kmol/h求离开塔顶其次块塔板的气相组成。1E xDx1

0.6，

1y 1

x1xmV1

x xD 11y1

D0.9

1 1(1)x0.9x

x1

1

0.75320.9故 1 0.6 x0.81 y

0.8330.810.150.8250.90.75 1 20.〔摩尔分率，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜采出液中0.95。试求：〔2〕〔3〕提馏段操作4〕回流比与最小回流比的比值〔5〕的气相组成。〔1〕塔顶馏出液及塔釜采出液组成；由 0.97Fx Dx 〔a〕F D0.95F(1x 〔b〕F WF=D+W+150 〔c〕Dx Wx Fx 1500.460 〔d〕D W F联立〔b〔〕和〔d〕求解得：W=87.3kmol/h， xW=0.0206， xD=0.928精馏段操作线方程；y R x xD 0.8x

0.1856n1 R1 n R1 n提馏段操作线方程；mL Wxmym1

Vx

V饱和蒸气进料，故q=0 V(R1)F， LLDR则 ym1

RDx(R1)F x

WxW(R1)DF

1.534xm

0.011回流比与最小回流比的比值；x yR D

q=0， y x

0.4min

y x q Fq qx由 y q

得 x 0.2125q 1(1)x qqR min

0.9280.40.2125

2.816，

R 1.42min求由塔顶其次块板上升的气相组成。yE 1y2y

0.6，mV1

yy1 2x1而 y11

1(1)x1

全回流时，

y x2 11y x1

2.47y21 (1)x1

11.47y2y 0.98， 代入上式可得：y 0.96931 20.9〔以上均为摩尔分率90%，=2.5，取回流比为最1.5〔1〕、塔底残液量Wx〔2〕最w3〕精馏段操作线方程〔4〕提馏段操作线方程〔5〕从与塔釜相邻假设改用饱和蒸汽进料，仍用回流比，所需理论板数为多少？1〕DWxw由 A

DxD，得：D10000.40.9400kmol/hFx 0.9FW=F-D=1000-400=600kmol/h又由物料衡算FxF

DxD

WxW得 x (10000.44000.9)/6000.0667W〔2〕最小回流比；泡点进料，q=1, x xq Fx

0.4

2.50.4y qq Q

0.62511.50.4x yR D

0.90.625

1.22min

y xq q

0.6250.4R1.5R 1.83xminxy n1

R xR1

D 0.646xR1

0.318提馏段操作线方程；VV(R1)D2.834001132LLqFRDF1.8340010001732y

Lx

W

1732WxxWx

6000.0667则 m1

V

V 1132

11321.53x0.0353m从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成xy

2.50.0667 0.152w (1)xw

11.50.0667由操作线方程

ym1

1.53x0.0353m得 y 1.53x0.0353w 1x0.07631假设改用饱和蒸汽进料，仍用〔4〕中所用回流比，所需理论板数又为多少。饱和蒸气进料，q=0，y xq Fx

0.4由 y q

qQ

得x 0.21qx yR D q

2.63min

y xq

0.40.21因 RR ， 故 N min T用一连续精馏塔分别苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中0.95〔以上均为摩尔分率1/3〔摩原料液中汽相及液相的组成；最小回流比；假设塔顶承受全凝器，求从塔顶往下数其次快理论板下降的液体组成。〔1〕设原料液液相组成为xF

，汽相组成为yF

〔均为摩尔分率〕xF

0.4则 2x1y

0.4 〔1〕3 Fy

3 F2.5xF 〔2〕F 11.5xF联立〔1〕式和〔2〕式，可得：xF

0.326 yF

0.548R

xDyqmin

y xq qx因 q=2/3， y q x F 〔3〕xq1 q1y 2.5x 〔4〕11.5x联立〔3〕和〔4〕可得：xq

0.326 yq

0.548所以 R

1.8min

0.326 0.222精馏段操作线方程为