《化工原理》南京工业大学-2010-试卷-含答案

一、填空题（20分，每小题2分）1．两股不同组成的料液进同一精馏塔分离，两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比，前者能耗__________后者。（大于、小于、等于、不确定）2．连续精馏塔操作时,增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F、Fx、q都不变，则L/V__________。(增大、减少、不变、不确定)3．塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，残液组成Wx__________。(增大、减少、不变、不确定)4.试比较某精馏塔中第ｎ，ｎ＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：1nynynt＿＿＿1nt，ny＿＿＿nx大于、小于、等于、不确定）5．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nx＝0.3，则1ny＝＿＿＿（由塔顶往下数）6．某连续精馏塔的设计任务为：原料为FxF,，要求塔顶为D，Dx，塔底为Wx。若选定回流比R加料状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需的理论板数N_____________，提馏段下降液体量L’_____________。(增加、减小、不变)7.举出四种型式的塔板_______、______、_______、________。8．干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。9.某湿物料含水量为0.4绝干料水kgkg/，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分0.1绝干料水kgkg/，则湿物料的自由含水量为______________。10.物料中结合水的特点之一是其产生的水蒸汽压_____________同温度下纯水的饱和蒸汽压。（小于、等于、大于）二、选择题（20分，每小题2分）1．降液管内液体表观停留时间不得少于3-5秒的限制,是为了()。A．气液有足够时间分离B．气液有足够时间传质C．气体流动阻力不过大D．液体流动时间不过大2．当塔板操作上限是过量雾沫夹带时,提高操作上弹性,可采取()措施。A．增大降液管B．增加堰高C．增大板间距D．增长堰长3．塔板开孔率过大,会引起()A．降液管液泛B．漏液严重C．板压降上升D．雾沫夹带过量4．某精馏塔的理论板数为16块（不包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为（）块（不包括塔釜）。A.34B.31C.30D.325.操作中精馏塔，保持F，Fx，q，V＇不变，减少D，则塔顶易挥发组分回收率η变化为（）A.变大B.变小C.不变D.不确定6．精馏过程的操作线为直线，主要基于__________。A.恒摩尔流假定B.塔顶泡点回流C.理想物系D.理论板假定7．精馏塔操作线的斜率为R/(R+1),全回流时，其斜率等于_________。A.0B.1C.∝8.空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度____________。A.愈低B.愈高C.不变9．影响恒速干燥速率的主要因素是_________。A.空气的状态B.物料的含水量C.物料的性质10．(2分)将不饱和空气在总压和温度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的_________。A.湿球温度B.绝热饱和温度C.露点三、计算题（60分，每小题20分）1．（20分）连续精馏塔有塔板8层，塔顶采用全凝器，用以分离二元理想混合液，料液含A35%,泡点进料，馏出液含A70％，塔釜液含A10％（以上为摩尔分数），已知相对挥发度5.2，回流比为4.5，求理论塔板数tN。2．(20分)用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol.h1，加料组成为50.0Fx塔顶产品组成95.0Dx,产量D＝50kmol.h1，回流比R=2Rmin，设全塔均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度α＝3。试求：①Rmin(最小回流比)；②精馏段和提馏段上升蒸汽量；③列出该情况下的提馏段操作线方程。3.（20分）某湿物料在气流干燥器内进行干燥，操作压力为101kN.m2，湿物料的处理量为1kg.s1，湿物料的含水量为10％，产品的含水量不高于2％（以上均为湿基），空气的初始温度为20℃，湿度为0.006kg水.kg1绝干气体，若将空气预热至140℃进入干燥器，并假定干燥过程近似视为等焓过程，试求：①当气体出干燥器温度选定为80℃，预热器所提供的热量；②若气体出干燥器的温度选定为45℃，气体离开干燥器时，因在管道及旋风分离器中散热，温度下降了10℃，问此时是否会发生物料反潮现象?（已知水的饱和温度和饱和蒸汽压间的关系为：234)ln5.16/(3991sspt，Ps--kN.m2,ｔs---℃；湿空气的焓按绝干气kgkJHtHI/2492)88.101.1(计算）答案一、填空题（20分；每小题2分）1.大于；2.减少；3.减少；4.＜，＜，＞；5．1ny＝0.794；6．减小，增加；7.筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板、多降液管塔板、林德筛板、无溢流塔板等中的四种；8．大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压；9．0.3绝干料水kgkg/；10.小于。二、选择题（20分；每小题2分）1．A；2．C．；3.B．；4．D；5.B；6．A；7．B；8.A；9．A；10．C。三、计算题（60分；每小题20分）1．解：精馏段操作线方程y=4.5x/5.5+0.7/5.5=0.818x+0.127提馏段操作线方程泡点进料，精馏段操作线方程与提馏段操作线方程交点为35.0Fqxx，yq=0.818×0.35+0.127=0.413提馏段操作线方程由WqWqWWxxxyxxxy解得y=1.25x-0.025塔顶采用全凝器，y1=xD=0.7x1=0.7/(2.5-1.5×0.7)=0.483y2=0.818×0.483+0.127=0.522x2=0.522/(2.5-1.5×0.522)=0.30435.0Fqxx过进料点y3=1.25×0.304-0.025=0.355x3=0.355/(2.5-1.5×0.355)=0.180y4=1.25×0.180-0.025=0.2x4=0.2/(2.5-1.5×0.2)=0.090.14tN。2．解：①泡点进料1q；50.0Fqxx；75.0)1(1qqqxxy；8.0minqqqDxyyxR②6.12minRR；hkmolDRVV/130)1(/；③hkmolDFW/5005.0/)(WDxFxxDFWhkmolFRDqFLL/180/0139.0385.1///xWLWxxWLLyW3．解：（1）对于理想干燥(1.01+1.88H1)t1+2492H1=(1.01+1.88H2)t2+2492H2H2=0.0292kg水.kg1skg)11)(1(221111L=W/(H2-H1)=0.0816/(0.0292-0.006)=3.52kg.s1∴Q=L(1.01+1.88H1)(t1-t0)=3.52(1.01+1.88×0.006)(140-20)=431.4kW（2）设出口温度为t2'，出口湿度为H2'(1.01+1.88H1)t1+2492H1=(1.01+1.88×H2')t2'+2492H2'H2'=0.044kg水.kg1绝干空气P=PH2'/(0.622+H2')=101×0.044/(0.622+0.044)=6.6726kN/m2ｔd=3991/(16.5-ln6.6726)-234=39.4℃旋风分离器后，空气温度为45－10＝35℃因ｔd＞35℃，故物料将反潮。