化工原理（下）期末考试试卷一、 选择题： (每题2分，共20分)1.低浓度难溶气体吸收,其他操作条件不变,入塔气量增加,气相总传质单元高度H OG 、出塔气体浓度2y 、出塔液体浓度1x 将会有__A______变化。

AOG H ↑, 2y ↑, 1x ↑ B OG H ↑, 2y ↑, 1x ↓ C OG H ↑, 2y ↓, 1x ↓ D OG H ↓, 2y ↑, 1x ↓2.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m2h ， 气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为__B______。

平衡关系y=0.5X 。

A .0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.0053.下述说法中正确的是_B____。

A.气膜控制时有：*p p i ≈，L G Hk k 11<< B 气膜控制时有：*p p i ≈，L GHk k 11>> C 液膜控制时有：i c c ≈*，G L k H k <<1 D 液膜控制时有：i c c ≈，G Lk H k >>1 4.进行萃取操作时，应使溶质的分配系数___D_____1。

A 等于B 大于C 小于D 都可以。

5.按饱和液体设计的精馏塔，操作时D/F 、R 等其它参数不变，仅将料液改为冷液进料，则馏出液中易挥发组分浓度____A____，残液中易挥发组分浓度______。

A 提高，降低； B 降低，提高； C 提高，提高； D 降低，降低6.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为____C__块。

A. 30B.31C. 32D. 347.在馏出率相同条件下，简单蒸馏所得馏出液浓度____A____平衡蒸馏。

A 高于； B 低于； C 等于； D 或高于或低于8.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关_____B___A 相对湿度B 露点温度C 干球温度D 绝热饱和温度9.已知某湿空气的干球温度和湿球温度，则利用焓—湿图不能直接获得该湿空气的____D____A 湿度B 焓C 露点D 比体积10.下面关于相对湿度的说法中不正确的是：___C_____A 总压一定时，湿空气的水汽分压越大则相对湿度越大；B 相对湿度等于零时意味着该空气中不含水分；C 相对湿度等于1时意味着该空气不能再容纳水分；D 相对湿度越大，则该空气的未饱和程度越大二、 填空题： (每题2分，共20分)11.双膜理论的要点是：_界面上汽液平衡_、_阻力集中于有效膜内__。

12.计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_平衡线、操作线、传质系数__ 。

13.气体吸收计算中表示设备（填料）效能高低的一个量是_传质单元高度14.温度升高，萃取溶解度曲线面积将__减小__（增大，减小，不变，不确定）15.塔顶蒸汽先进入分凝器，再进入全凝器，馏出液组成为0.95（摩尔分率），若相对挥发度为2.5，回流液浓度为__0.88_____。

16.精馏塔正常操作中存在着__液泛、漏液、雾沫夹带__等与设计意图相违背的现象。

17.设计精馏塔时，已知原料为F,F X ,分离要求为D X 和W X ,加料热状态q 已选定,今若选择较大的回流比R,则NT__减少___, L/V____增加___｡(增加,不变,减少)18.湿空气在进入干燥器之前进行预热的目的，一是为提高_湿空气温度_，以增加湿空气与湿物料之间的传热速率；二是为降低_湿空气相对温度___，以增大湿空气的吸湿能力。

19.恒速干燥阶段为 __表面气化_____控制，此阶段的干燥速率与 _含水量_关系很小，主要取决于_物料表面水分气化速率_。

20.已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量x*=0.02kg 水／kg 绝干料；相对湿度φ=40%时, 平衡含水量 x*=0.007 kg 水／kg 绝干料。

现该物料含水量为0.23kg 水／kg 绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量__0.223_____kg 水／kg 绝干料, 结合水含量为__0.02_____kg 水／kg 绝干料 。

三、计算题 (每题15分 共60分)23.一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A 。

已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m ，进塔混合气组成为0.04（A 的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X 。

试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若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若干米？22.在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。

已知原料液组成为0.6（摩尔分数，下同），馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.02。

泡点进料。

（1）求每获得1kmol/h 馏出液时的原料液用量F ；（2）若回流比为1.5，它相当于最小回流比的多少倍？（3）假设原料液加到加料板上后，该板的液相组成仍为0.6，求上升到加料板上的气相组成。

（物系的平均相对挥发度为3）23.在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%，湿物料的处理量为8000㎏湿染料，实验测得：临界湿含量为30%，平衡湿含量为1%，总干燥时间为28h 。

试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。

24.如图示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板所组成，只有提馏段，没有精馏段。

料液由塔顶加入，泡点进料，L ’=F ，V ’=D ，XF ＝0.2（摩尔分率，下同），今测得塔顶易挥发组分的回收率为８０％，且XD ＝0.3，系统相对挥发度α＝3.0。

设蒸馏釜可视为一个理论板。

试求：（１）残液组成ｘW ； （２）该层塔板的液相默夫里板效率ＥML 。

提示：ＥML=(X -1-X )/ (X n -1-X n *)=(X F -ｘ1)/ (X F -X 1*)蒸馏釜D,X D W,X W三．计算题 (每题15分 共60分）21[解]22解：（1）求当D ＝1kmol/h 时F 为多少？已知xF=0.6，xD ＝0.9，xW ＝0.02， D ＝1kmol/h ，由全塔物料衡算可得： W W D F +=+=1W D F x W x D x F ⋅+⋅=⋅ （2分）代入已知量可得：()W W 02.09.0116.0+⨯=+可求出()3.06.09.002.06.0=-=-W ， 解出W ＝0.52kmol/h ，F ＝1.52kmol/h 。

（2分）（2）求R/Rmin ，已知3=m α①泡点进料q ＝1，则xq ＝xF ＝0.6（1分），②由气液平衡方程：()818.06.0216.0311=⨯+⨯=-+⋅=q m q m q x x y αα（2分） ③求Rmin ，376.06.0818.0818.09.0min =--=--=q q q D x y y x R （2分）④求R/Rmin ，99.3376.05.1/min ==R R （倍）（1分）（3）求上升到加料板上的气相组成。

因加料板是提馏段第一层板，故所求量为y2’①5.115.1=⨯=⨯=D R L kmol/h （1分）泡点进料q ＝1，已知F ＝1.52kmol/h ，W ＝0.52kmol/h ，xW ＝0.02，x1’＝0.6 ②提馏段操作线方程为：W m m x W qF L W x W qF L qF L y ⋅-+-⋅-++=+''1，代入已知量：52.052.15.102.052.0'52.052.15.152.15.1'1-+⨯-⋅-++=+m m x y ，即00416.0'208.1'1-=+m m x y （3分） ③所求721.000416.06.0208.100416.0'208.1'12=-⨯=-=x y （1分）23解：w1 = 0.45X w w 11110818=-=. kg 水/kg 干料w2 = 0.03 X w w 22210031=-=. kg 水/kg 干料同理 X0 = 0.429 kg 水/kg 干料 X* = 0.01 kg 水/kg 干料 （4分）()τ1010=-G Au X X c （1分）τ20002=---G X X Au X X X X c ()ln ***（1分）τ1 = 0.31τ2（2分）又 ∵ τ1+ τ2= τ= 28h （1分） ∴ τ1 = 6.6h τ2 = 21.4h （2分） Gc = 8000×(1－0.45) = 4400 kg 干料（2分） ∴()G X X c 1012593-=τ. kg 水/h （1分）()G X X c 022818-=τ. kg 水/h （1分）24.F D FX DX =η=0.8∴D/F=0.533（2分）D/F=(F X -W X )/(W D X X -)=0.533 ∴W X =0.0857（2分）L ’/V ’=F/D=1.876（1分）W/V ’=W/D=(F-D)/D=0.876（1分） m y +1= (L ’/V ’)m x -(W/V ’)w x =1.876 m x -0.0751（2分） y m =()[]x X 11-+αα=()X X 213+(2分） m y =αw x /[1+(α-1)w x ]=0.22（1分） x1=(m y +0.0751)/1.876=0.157（1分） y1=D X =0.3（1分）x*1=y1/[α-(α-1)y1]=0.125（1分） ＥML=(X n -1-X n )/ (X n -1-X*n)=(X F -ｘ1)/ (X F -X*1)=0.573（1分）。