1、一、填空與選擇題試題范圍（30分）1、蒸餾定義及概念，實現(xiàn)精餾的理論依據(jù)（國慶+李軍PPT）定義：利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異來分離液體混合物的傳質(zhì)過程。概念：是質(zhì)量傳遞過程（傳質(zhì)過程），即由濃度差引起的物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程精餾的理論依據(jù)（1314）：即多次蒸餾。液體混合物經(jīng)過多次部分汽化和多次部分冷凝后，幾乎被完全分離。2、進料熱狀況的種類，q值大小與進料狀況的關(guān)系；q線的物理意義，不同進料狀況下 q線的變化（國慶+李軍PPT）對于飽和液體、氣液混合物以及飽和蒸汽而言，q值就等于進料的液相分率。進料焓值(溫度)增加，q 值減小， 則 q 線與精餾操作線的交點(相應(yīng)加料熱狀態(tài)下兩操作線的交點)沿

2、著精餾操作線朝 x、y 減小的方向移動。從塔設(shè)備的角度，這意味著加料板位置下移。 3、精餾塔計算時，塔內(nèi)上升蒸汽量與R的關(guān)系回流比 L精餾段下降液體的摩爾流量，kmol/h ；D餾出液摩爾流量，kmol/h4、相對揮發(fā)度與飽和蒸氣壓的關(guān)系（國慶PPT） 分別為組分A、B的液體蒸汽壓，Pa，即純液體的飽和蒸汽壓；5、在yx相圖上，相對揮發(fā)度大小與平衡線、對角線、組分的分離難易程度等之間的關(guān)系（李軍PPT）a 時， ；對于大多數(shù)溶液，兩相平衡時，y 總是大于 x，故平衡線位于對角線上方。平衡線偏離對角線越遠，表示該溶液越易分離。恒沸點時，x-y 線與對角線相交，該點處汽液相組成相等。越大，組分在汽

3、、液兩相中的摩爾分數(shù)相差越大，分離也越容易6、精餾塔實際板數(shù)計算（李軍PPT）全塔板效率 ET （總板效率）為完成一定分離任務(wù)所需的理論塔板數(shù) N 和實際塔板數(shù) NT 之比若已知一定操作條件下的全塔效率，便可求得實際板數(shù)。 7、二元理想混合液精餾，平衡關(guān)系已知，全回流下兩板間的液相組成計算全回流時，精餾塔頂y1=x1，利用相平衡關(guān)系求相對應(yīng)的x或y 精餾段操作線與對角線重合 提餾段操作線與對角線重合8、全回流的概念塔頂上升蒸汽冷凝后全部回流至塔內(nèi)的操作方式。全回流時操作線和平衡線的距離為最遠，達到相同的分離程度所需的理論板數(shù)最少9、吸收的定義及概念（國慶+李軍PPT）定義：利用氣體在液體中溶解

4、度的差異來分離氣體混合物的傳質(zhì)過程。概念：是質(zhì)量傳遞過程（傳質(zhì)過程），即由濃度差引起的物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程（不知道）蒸餾中氣相中重組分向液相傳遞，液相中輕組分向氣相傳遞，是雙相傳遞；吸收中溶質(zhì)分子由氣相向液相單相傳遞，惰性組分及溶劑組分處于“停滯”狀態(tài)。 10、脫吸因數(shù)S概念。脫吸因數(shù) m相平衡常數(shù)；V惰性氣體的摩爾流量，kmol/s；L溶劑的摩爾流量，kmol/s11、吸收劑用量、液氣比、傳質(zhì)推動力、傳質(zhì)單元數(shù)、填料層高度、吸收塔的費用等之間的關(guān)系（國慶+李軍PPT）12、雙膜理論要點及特定體系(如氧氣、二氧化碳氣體、氨氣等)的吸收控制類型（國慶+李軍PPT）雙膜理論1氣液兩相間存在穩(wěn)定的相界面，界

5、面兩側(cè)各有一層有效膜，溶質(zhì)以分子擴散的傳質(zhì)方式由氣相主體進入液相主體。2在相界面處，氣液兩相達到平衡。3在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計，相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個膜層內(nèi)。在氣液兩相主體中，溶質(zhì)濃度均勻。吸收控制當溶質(zhì)溶解度很大，即H很大時， ，傳質(zhì)阻力主要在氣膜，稱為氣膜控制傳質(zhì)過程。如水吸氨。當溶質(zhì)溶解度很小，即H很小時， ，傳質(zhì)阻力主要在液膜，稱為液膜控制傳質(zhì)過程。如水吸氧。13、享利定律概念，亨利系數(shù)E與溶解度大小的關(guān)系，E、m隨系統(tǒng)中壓強和溫度的變化趨勢（李軍PPT）概念：在一定的溫度和壓力（不太高）下，稀溶液中溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓與其在液相中

6、的溶解度成正比亨利系數(shù)E與溶解度大小的關(guān)系，對稀溶液 在一定溫度下達到平衡時，溶液的濃度隨氣體壓力的增加而增加。溫度下降則氣體的溶解度增高亨利系數(shù)的值隨物系的特性及溫度而異。物系一定，E 值一般隨溫度的上升而增大14、吸收過程的控制因素計算一、 物料衡算由， 得 或 式中：V惰性氣體的摩爾流量，kmol/s；L溶劑的摩爾流量，kmol/s Y1，Y2分別為進出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比； X1，X2 分別為出進塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比 回收率：溶質(zhì)被吸收的百分率，即 所以 二、 吸收操作線方程 或 顯然，吸收操作線為一直線。式中：液氣比。 最小液氣比 15、濕空氣的性質(zhì)，濕度圖的構(gòu)成使用。濕空氣

7、的性質(zhì)濕度H(絕對濕度，濕含量)：濕空氣中水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比空氣飽和時，式中，Ps為空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓。相對濕度j：水汽分壓與水的飽和蒸汽壓之比得 比體積vH：單位質(zhì)量干空氣所具有的濕空氣體積比熱容cH(濕熱)：常壓下1kg干空氣和其所帶的Hkg水汽升高1°C所需的熱量焓I：1kg干空氣和其所帶的Hkg水汽的焓干球溫度t：真實溫度濕球溫度tw：當空氣傳給水分的顯熱等于水分汽化所需的潛熱時，水溫維持穩(wěn)定，該溫度即為空氣的濕球濕度tw絕熱飽和溫度tas：當氣溫下降放出的顯熱等于水分汽化所需潛熱時，出口氣溫和水溫維持穩(wěn)定，該溫度即為空氣的絕熱飽和溫度tas。穩(wěn)定后，汽化所需潛

8、熱完全來自氣溫下降放出的顯熱，同時水汽又以潛熱的形式將顯熱帶回氣相，所以過程等焓。露點td：不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時的溫度。露點就是以水汽分壓作為飽和蒸汽壓來確定的溫度。由得 不飽和空氣 飽和空氣 濕度圖等H線：與縱軸平行 等I線：與斜軸平行 等t線 等線 水汽分壓線已知一對獨立參數(shù)，求狀態(tài)點t 和tw t 和td t 和j16、恒速干燥，降速干燥的影響因素（李軍PPT）恒速干燥：由水份汽化速率控制(取決于物料外部的干燥條件)降速干燥：取決于濕份與物料的結(jié)合方式，以及物料的結(jié)構(gòu)，物料外部的干燥條件對其影響不大17、結(jié)合水分、非結(jié)合水分、自由水分、平衡水分的概念，它們之間的關(guān)系及參數(shù)表達。

9、平衡水分：物料在不飽和空氣中不能汽化的水分。當物料中水分的蒸汽壓降至空氣中水汽分壓時，水分不再蒸發(fā)(汽化)。自由水分：物料在不飽和空氣中能汽化的水分，即總水分與平衡水分之差。結(jié)合水分：物料中細胞壁內(nèi)的水分、毛細管中的水分以及結(jié)晶水。由于結(jié)合力強，其蒸汽壓低于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，所以分離較困難。非結(jié)合水分：物料表面的水分以及較大孔隙中的水分。由于結(jié)合力弱，其蒸汽壓等于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，所以分離較容易。它們之間的關(guān)系及參數(shù)表達：（214，圖4-10）18、關(guān)于濕空氣性質(zhì)的相關(guān)計算公式。見15題19、干燥速率曲線與物料表面溫度的關(guān)系（李軍PPT）預(yù)熱段：物料吸熱升溫以提高汽化速率 恒速

10、干燥段：物料溫度恒定在 tw，Xt變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕份汽化。降速干燥段: 氣體傳給物料的熱量僅部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫20、空氣經(jīng)干燥系統(tǒng)的預(yù)熱器后，其狀態(tài)的變化物料含水量下降，表面溫度升高，但變化不大21、恒定干燥條件（李軍PPT）一定的氣固接觸方式下，固定空氣的溫度、濕度，流過物料表面的速度22、不飽和空氣的溫度、濕度、相對濕度、水氣分壓的關(guān)系見15題23、干燥器的臨界含水量（李軍PPT）概念：恒速干燥終了時的含水量。Xc 決定兩干燥段的相對長短，是確定干燥時間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對制定干燥方案和優(yōu)化干燥過程十分重要。影響因素：Xc 與物料的厚度、大

11、小以及干燥速率有關(guān)，所以不是物料本身的性質(zhì)。一般需由實驗測定。物料層越厚，臨界含水量越大，轉(zhuǎn)入降速段越早，干燥時間越長。減小物料層厚度、加強對物料的攪拌均可減小臨界含水量。24、理想干燥、等焓干燥（李軍PPT）理想干燥：氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化。如果散熱損失可視為零且物料的初始溫度與產(chǎn)品溫度相同，則加熱物料所消耗的熱量為零；或當干燥器的補充加熱量恰等于加熱物料和散熱損失的熱量，則干燥過程可視為理想干燥過程。理想干燥過程可近似為等焓過程等焓干燥：又稱絕熱干燥過程。a.不向干燥器重補充熱量，即QD=0. b.忽略干燥器向周圍散失的熱量，即QL=0.c.物料進出干燥器的焓相等，即G(I2- I

12、1 )=0 d.沿等I線 ，空氣t1 、t2，即可確定H1 、H2。25、實現(xiàn)干燥的必要條件（李軍PPT）只要物料表面的濕份分壓高于氣體中濕份分壓，干燥即可進行，與氣體的溫度無關(guān)。二、問答題（10分）濕度圖的應(yīng)用（李軍PPT）1、由測出的參數(shù)確定濕空氣的狀態(tài) a水與空氣系統(tǒng)，已知空氣的干球溫度t和濕球溫度tw，確定該空氣的狀態(tài)點A(t,H)。b水與空氣系統(tǒng)中，已知t和td，求原始狀態(tài)點A(t,H)。c水與空氣系統(tǒng)中，已知t和，求原始狀態(tài)點A的位置2、已知濕空氣某兩個可確定狀態(tài)的獨立變量，求該濕空氣的其他參數(shù)和性質(zhì) 干燥流程預(yù)熱器的作用（李軍PPT）預(yù)熱器的作用在于加熱空氣。根據(jù)加熱方式可分為兩

13、類：直接加熱式：如熱風爐。將燃燒液體或固體燃料后產(chǎn)生的高溫煙氣直接用作干燥介質(zhì)；間接換熱式：如間壁換熱器。干燥過程圖解（李軍PPT）等焓干燥（李軍PPT）等焓干燥過程又稱絕熱干燥過程。a.不向干燥器重補充熱量，即QD=0. b.忽略干燥器向周圍散失的熱量，即QL=0.c.物料進出干燥器的焓相等，即G(I2- I1 )=0 d.沿等I線 ，空氣t1 、t2，即可確定H1 、H2。干燥機理（對流干燥過程原理，李軍PPT）溫度為 t、濕份分壓為 p 的濕熱氣體流過濕物料的表面，物料表面溫度 ti 低于氣體溫度 t。由于溫差的存在，氣體以對流方式向固體物料傳熱，使?jié)穹萜辉诜謮翰畹淖饔孟?，濕份由物?/p>

14、表面向氣流主體擴散，并被氣流帶走。影響干燥過程的因素（李軍PPT）1物料尺寸和氣固接觸方式：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。2干燥介質(zhì)條件：通過強化外部干燥條件 (t，H，u) 來增加傳熱傳質(zhì)推動力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對降速段 (內(nèi)部擴散控制) 的改善不大。3物料本性：物料本性不影響恒速段的干燥速率；物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強弱不同，降速段干燥速率差異很大。臨界含水量的概念及其影響因素（李軍PPT）概念：恒速干燥終了時的含水量。Xc 決定兩干燥段的相對長短，是確定干燥時間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對制定干燥方案和優(yōu)化干燥過程十分

15、重要。影響因素：Xc 與物料的厚度、大小以及干燥速率有關(guān)，所以不是物料本身的性質(zhì)。一般需由實驗測定。物料層越厚，臨界含水量越大，轉(zhuǎn)入降速段越早，干燥時間越長。減小物料層厚度、加強對物料的攪拌均可減小臨界含水量。干燥過程的平衡關(guān)系和速率關(guān)系、干燥速率曲線（李軍PPT）平衡關(guān)系：1平衡狀態(tài)：當濕含量為 X 的濕物料與濕份分壓為 p 的不飽和濕氣體接觸時，物料將失去自身的濕份或吸收氣體中的濕份，直到濕份在物料表面的蒸汽壓等于氣體中的濕份分壓。2.平衡含水量：平衡狀態(tài)下物料的含水量。不僅取決于氣體的狀態(tài)，還與物料的種類有很大的關(guān)系。 速率關(guān)系干燥速率U：干燥器單位時間內(nèi)汽化的濕分量干燥速率曲線干燥速率 U 或干燥速度 N 與濕含量 X 的關(guān)系曲線。干燥過程的特征在干燥速率曲線上更為直觀。以臨界濕含量 Xc 為界，可將干燥過程只分為恒速干燥和降速干燥兩個階段。恒速干燥段：由物料內(nèi)部向表面輸送的水份足以保持物料表面的充分濕潤，干燥速率由水份汽化速率控制(取決于物料外部的干燥條件)，故恒速干燥段又稱為表面汽化控制階段。三、吸收計算題（20分）1、物料衡算、液氣比和最小液氣比、吸收液的出口濃度2、填料層高度的計算（對數(shù)平均推動力法和脫吸因數(shù)法）；傳質(zhì)單元數(shù)、傳質(zhì)單元高度的計算3、操作條件的改變對吸收率和填料層高度的影響四、