化工原理试题解答

期中试卷解答1.在t—x—y图中，汽相线与液相线离得越开，表示该系统越容易分离。（√）一、判断题（每题2分，共16分2.若精馏塔操作压力越大，则相对挥发度越大。（×）一、判断题（每题2分，共16分**BApp组分的饱和蒸汽压与操作压力无关，只与操作温度相关。3.精馏塔设计时，若回流比R增加，并不意味产品D减小。（√）一、判断题（每题2分，共16分精馏塔设计过程中，产品D只取决于物料衡算。4.精馏塔操作时，当操作回流比小于最小回流比时，则精馏塔将无法操作。（×）一、判断题（每题2分，共16分5.亨利定律只能用于总压不太高时的稀溶液。（√）一、判断题（每题2分，共16分亨利定律是在总压不太高（一般不超过0.5MPa）恒定温度下的稀溶液中适用。6.在相同的液相浓度下，易溶气体溶液上方的分压较小。（√）一、判断题（每题2分，共16分cpH7.扩散系数是物质的特性常数之一，温度越高其值越大。（√）一、判断题（每题2分，共16分由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现—分子扩散。8.漂流因素反映总体流动对传质速率的影响，其值恒大于1。（√）一、判断题（每题2分，共16分有总体流动的传质速率较单纯分子扩散的速率大1.蒸馏是分离均相液体混合物的一种常用方法，其分离依据是液体组分挥发度的不同；条件是形成气液两相体系。二、填空（每空2分，共38分）2、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.778x+0.217，则该精馏塔的操作回流比为3.5，馏出液组成为0.9765。二、填空（每空2分，共38分）0.7783.51110.2170.976513.51DDDRRRxxxR3、在精馏塔设计中，当F，xF，xD,xW为一定，并维持回流比不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，则所需理论板数NT减少。（增加，不变，减少）。二、填空（每空2分，共38分）根据题意，R、xD不变故精馏段操作线不变。加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体加料，意味着提馏段操作线斜率减小。xDabxWcxFefd所需理论板数减小4、某精馏塔操作时，F，xF，q，V保持不变，增加回流比R，则此时xD增加，xw增加。（增加，不变，减少）。二、填空（每空2分，共38分）根据题意，增加回流比R，精馏段操作线斜率增加。xF，q，V保持不变，那么q线不变，又提馏段操作线斜率(1)(1)LVWVqFWVVVqF二、填空（每空2分，共38分）1,1,,VVRDDVRDRWFDFDW不变，不变(1),(1)LVqFWVqFWVVqFLV、、不变，xDabxWcxFefd5、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进行操作，已知xn＝0.3，则yn-1＝0.794（由塔顶往下数）。二、填空（每空2分，共38分）1nn1n1nxnx1nx1nyny1ny30.90.5625121.6nnnxyx10.5625nnxy11130.562531210.562520.794nnnxyx6、吸收的目的是分离气体混合物；依据是气体在溶剂中溶解度的差异。二、填空（每空2分，共38分）7、用水吸收氨-空气混合气体中的氨，是属于气膜控制的吸收过程。对于该过程来说，要提高吸收速率，则应该设法减小气膜阻力。（气膜、液膜）GLGkHkK1118、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减少。（增加，不变，减少）二、填空（每空2分，共38分）根据题意122VYYXLVLV、、、不变不变、2X2Y1YT1XBB1X*B*1XLVY*=f(X）9、含溶质A摩尔分数为xA=0.2的溶液与压力为2atm，yA=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：pA=1.2xA）。则此时将发生吸收过程（吸收、解吸）。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=0.03，△x=0.05。如系统温度增高，则△y将减少；如系统总压增高，则△x将增加。（增加，不变，减少）二、填空（每空2分，共38分）（1）判断传质方向20.150.31.21.20.20.24AAAAAppyatmpxatmp二、填空（每空2分，共38分）（2）以y表示的传质推动力0.240.150.032AAAApyyyyp（3）以x表示的传质推动力0.30.20.051.21.2AAAApxxxx（4）系统温度增高AAAAtEExyyyyyp溶解度又二、填空（每空2分，共38分）（4）系统压力增高1.2AAAApypxxxxx，三、选择题（每题3分，共21分）1、某两组分混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点温度为t1，气相组成yA=0.4，相应的露点温度为t2，则（A）。A.t1t2;B.t1=t2;C.t1t2;D.不能判断三、选择题（每题3分，共21分）2、精馏的两操作线都是直线，主要是基于（D）。A.理论板的概念；B.理想溶液;C.服从拉乌尔定律；D.恒摩尔流假设.三、选择题（每题3分，共21分）3、有利于吸收操作的条件是（A）。A.温度下降，总压上升；B.温度上升，总压下降；C.温度、总压均下降；D.温度、总压均上升。三、选择题（每题3分，共21分）4、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。其液气比L/V为2.7，平衡关系可表示为y＝1.5x，溶质的回收率为90％，则液气比与最小液气比的比值为（C）。A.1.5；B.1.8；C.2；D.3。121212min1211min0.91.51.352.7/1.352AYYYYYYLmVXXYmYmLLVV三、选择题（每题3分，共21分）5、吸收塔操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分离任务时(D)。A.回收率趋向最高；B.吸收推动力趋向最大；C.操作最为经济；D.填料层高度趋向无穷大。三、选择题（每题3分，共21分）6、传质单元数NOG（B）。A.取决于物系、设备、填料几何特性和气、液流率等操作条件；B.与设备形式无关，只与物系相平衡及进出口浓度有关。12*YYOGYYdYN三、选择题（每题3分，共21分）7、在以下情况中，哪一个属液相扩散控制？（C）。A.平衡常数m极小;B.溶解度系数H极高；C.亨利系数E极高。1111mGLGLKHkkHHk当极小极大时才是液相传质控制也就是极大或者E极大四、计算题（共25分）1（15分）、用连续精馏塔每小时处理100kmol含苯40%和甲苯60%的混合液，饱和液体进料，泡点回流。要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以摩尔分数计）。试求：（1）馏出液和残液的量（kmol/h）；（2）若塔釜每小时汽化量为132kmol，则回流比为多少？（3）因长期操作，再沸器内结垢，试问对塔顶、塔底产品质量有何影响？如何才能维持产品质量不变？假设此时D不变（写出分析过程）。四、计算题（共25分）解：（1）全塔物料衡算10043.82/1000.40.90.0156.18/FDWFDWDWDkmolhFxDxWxDWWkmolh（2）塔釜每小时汽化量为132kmol，即132/,11111132112.0143.82VkmolhqVVqFRDqFRDVRD又四、计算题（共25分）（3）因长期操作，再沸器内结垢，即V’减小,FDWFDWLVWWLWVVVVV、不变不变又=1+，不变、1,1111VVqFVRDDVRLRLRVRVR不变，物料衡算限制,,FDWFDWDWFxDxWxFDWxxxxx，、、、不变或者xDabxWcxFefd四、计算题（共25分）要维持xD，xW不变，a、及时清除污垢；b、提高再沸器加热蒸汽压力。四、计算题（共25分）2（10分）、某吸收塔中，物系的平衡线方程为y=2.0x，操作线方程为y=3.5x+0.001。当y1=0.06，y2=0.0020时，试求：（1）吸收液的入塔浓度x2和出塔浓度x1；（2）气相总传质单元数NOG；（3）若HOG=1.0m，所需填料层高度Z。解：（1）根据操作线方程11220.0010.060.0010.01693.53.50.0010.0020.0010.00033.53.5yxyx四、计算题（共25分）（2）平均推动力法计算气相总传质单元数NOG；1112221211120.062.00.01690.02620.0022.00.00030.00140.02620.00140.00850.0262lnln0.00140.060.0026.820.0085mOGmyyyyyyyyyyyyyNy（3）若HOG=1.0m，所需填料层高度Z6.8216.82OGOGZHNm