1、中南大學(xué)考試試卷（A）2013 - 2014 學(xué)年 1 學(xué)期 時(shí)間110分鐘 化工原理 課程 40 學(xué)時(shí) 2.5 學(xué)分 考試形式： 閉 卷 專業(yè)年級(jí)：化工、制藥、應(yīng)化11級(jí)總分100分，占總評(píng)成績 70 %一、選擇填空題(共40分)1、（5分）在氣體流量，氣相進(jìn)出口組成和液相進(jìn)口組成不變時(shí)，若減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動(dòng) 力將，操作線將平衡線，設(shè)備費(fèi)用將。 當(dāng)溫度增高時(shí)，溶質(zhì)在氣相中的分子擴(kuò)散系數(shù)將，在液相中的分子擴(kuò)散系數(shù)將 。 對(duì)一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，則塔的HOG將， NOG將(增加，減少，不變)。 答文減少；靠近；增加 (3分) 增加；增加 (1分) 不變；增加 (

2、1分)2、（1分）正常操作下的逆流吸收塔，若因某種原因使液體量減少以至液氣比小于原定的最小液氣比時(shí)，下列哪些情況將發(fā)生？ C（A）出塔液體濃度增加，回收率增加（B）出塔氣體濃度增加，但出塔液體濃度不變（C）出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加（D）在塔下部將發(fā)生解吸現(xiàn)象3、（3分）若維持操作中精餾塔的、f、，不變，而減少塔釜蒸發(fā)量。 則：D，w，。 （變大，變小，不變，不確定） 答文：變小，變大，變小。4、（6分）根據(jù)下圖所示的雙塔吸收流程，在下方示意繪出與其相應(yīng)的操作線（OE為平衡線），并用圖中所示濃度符號(hào)標(biāo)明各操作線端點(diǎn)坐標(biāo)。(將示意圖繪于答題紙?jiān)僮鞔鸹驅(qū)⒃瓐D剪貼于答題紙上作答均可)組合1 組

3、合25、（1分）進(jìn)行萃取操作時(shí)應(yīng)使：（ ） CA 分配系數(shù)大于1 B 分配系數(shù)小于1 C 選擇性系數(shù)大于1 D 選擇性系數(shù)小于16（1分）萃取劑加入量應(yīng)使原料和萃取劑的和點(diǎn)M位于（ ）。 CA 溶解度曲線之上方區(qū) B 溶解度曲線上C 溶解度曲線之下方區(qū) D 座標(biāo)線上7（1分）萃取是利用各組分間的（ ）差異來分離液體混合物的。 CA 揮發(fā)度 B 離散度 C 溶解度 D 密度8（3分）某液體組成為xA = 0.6、xB = 0.4，若在其中加入與原料液等量的萃取劑S，寫出混合后的組成：xA =（ ）、xB =（ ）、 xS =（ ）。 0.3 0.2 0.5B AA 9、（3分）在B-S部分互溶的

4、萃取操作中，若萃取相中含溶質(zhì)A為85kg，稀釋劑B為15kg，溶劑S為100kg，則萃取相中yA/yB =（ ）。 5.6710、填空（6分） 以空氣作為濕物料的干燥介質(zhì)當(dāng)所用空氣的相對(duì)溫度較大時(shí)，濕物料的平衡水份相應(yīng)，自由水份相應(yīng)。 常壓下，空氣中水汽分壓為mmHg時(shí)，其濕度。物料干燥時(shí)的臨界水份是指；它比物料的結(jié)合水份。答文較大 較小由恒速干燥轉(zhuǎn)到降速階段的臨界點(diǎn)時(shí)，物料中的含水率; 大11、 （6分） 物料的平衡水份一定是( )()非結(jié)合水份 ()自由水份 ()結(jié)合水份 ()臨界水份 空氣溫度為o，濕度為o，相對(duì)濕度為o的濕空氣，經(jīng)一間接蒸汽加熱的預(yù)熱器后，空氣的溫度為1，濕度為1，相對(duì)

5、濕度為1，則( )()1 0 ()0 1 ()1 0 ()0 1 在恒定干燥條件下，將含水20的濕物料進(jìn)行干燥，開始時(shí)干燥速率恒定，當(dāng)干燥至含水量為時(shí)，干燥速率開始下降，再繼續(xù)干燥至物料恒重，并測(cè)得此時(shí)物料含水量為，則物料的臨界含水量為( )() () () () 空氣的干球溫度為，濕球溫度為w ，露點(diǎn)為d ，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度時(shí)，則( )()w d ()w d()w d ()w d 答文 12、填空 （4分） 板式塔的類型有：、和等（至少列舉三種）。 篩板塔設(shè)計(jì)中，板間距T設(shè)計(jì)偏大優(yōu)點(diǎn)是；缺點(diǎn)是。答文 泡罩塔、浮閥塔、篩板塔 液沫夾帶少，不易造成降液管液泛； 增加全塔高度。二、計(jì)算題（15分）

6、某精餾塔用于分離苯甲苯混合液，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量30kmol/h，進(jìn)料中苯的摩爾分率為 0.5，塔頂、底產(chǎn)品中苯的摩爾分率分別為0.95和0.10，采用回流比為最小回流比的1.5倍，操作條件下可取系統(tǒng)的平均相對(duì)揮發(fā)度=2.40。(1)求塔頂、底的產(chǎn)品量；(2)若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，求離開第二塊板的蒸汽和液體組成。答文解：F=D+W FFDw30=D+W 30×0.5=D×0.95+W×0.10 D=14.1kmol/h W=15.9kmol/h xe=xF=0.5, e=e1+(-1)e=2.40×0.5/1+(2.40-1)×0.

7、5=0.706 Rmin=（De）（ee）(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18 R=1.5×1.18=1.77 y=R/(R+1)x+D（R+1)=1.77/(1.77+1)x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343 1D0.95 11y1(1）=0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888 20.639x1+0.343=0.639×0.888+0.343=0.910 20.910/2.40-0.910(2.40-1)=0.808三、計(jì)算題（15分）采用常壓干燥器干燥濕物料。每小時(shí)處理濕物料，干燥操作使物料的 濕基含量由減至

8、，干燥介質(zhì)是濕空氣，初溫為，濕度o 水絕干空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至后進(jìn)入干燥器中，離開干燥器時(shí)廢氣 溫度為，若在干燥器中空氣狀態(tài)沿等線變化。試求： （）水分蒸發(fā)量 ； （）絕干空氣消耗量 絕干氣； （）干燥收率為時(shí)產(chǎn)品量 ； （）如鼓風(fēng)機(jī)裝在新鮮空氣進(jìn)口處，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)為多少？ 答文（）c（12） 1（） 2（） c（） 絕干料 （） （）（21） 1o 水絕干氣 1，2 2未知，可通過12求算 1(1.01+1.881)1+249011.011+(1.881+2490)1 32(1.01+1.882)2+249021.012+(1.882+2490)22（1.01×120+(1.88&

9、#215;120+2490)×0.009-1.01×40）（1.88×40+2490） 水絕干氣 0.1024/(0.041-0.009) 絕干氣 （）22 2×c（2） ××（） （）·H 3.1974(0.772+1.244o)(o+273)/273 3.1974(0.772+1.244×0.009)×(20+273)/273 四、計(jì)算題（15分）用填料塔從一混合氣體中逆流吸收所含的苯。混合氣體中含苯（體積），其余為空氣, 要求苯的回收率為90（以摩爾比表示），吸收塔為常壓操作，溫度為25，入塔混合氣

10、體為每小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，入塔吸收劑為純煤油，煤油的耗用量為最小耗用量的.倍，已知該系統(tǒng)的平衡關(guān)系Y=.X（其中Y、X為摩爾比），已知?dú)庀囿w積傳333質(zhì)系數(shù)Y a.035Kmol/m.s，純煤油的平均分子量s ，塔徑.。試求：（）吸收劑的耗用量為多少Kg/h？ （）溶液出塔濃度x1 為多少？ （）填料層高度Z為多少？ 答文解：（1） =90%, yb=0.05,進(jìn)口： Yb=yb/(1-yb)=0.05/(1-0.05)=0.05263 （mol苯/mol氣體） 出口 Ya=Yb(1-)=0.005266 （氣體苯流量）V=940/22.4=41.96 kmol/h （氣體流量） VB =V(1-yb)

11、=41.96(1-0.05)=39.87 kmol/h (Ls /VB )min =(Yb-Ya)/(Yb/m)=(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126 Ls =1.5Ls min =1.5×0.126×39.87=7.536 kmol/h =7.536×170 Kg/h=1281Kg/h（2）Xb =(Yb-Ya)/（1.5(Ls /VB )min ）=(0.05263-0.00526)/(1.5×0.126)=0.251 xb=Xb/(1+Xb)=0.2006（3）OG =VB /(Y ) =(39.87/360

12、0)/(0.035×0.785×)=1.12 m OG =(Yb-Ya)/Ym Yb=Yb-Yb*=0.05263-0.14×0.251=0.01749 Ya =Ya-Ya*=0.005260=0.00526 2 Ym =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.01018 OG =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65 OG×OG =1.12×4.65=5.2 m五、計(jì)算題（15分）在B-S部分互溶物系的單級(jí)萃取中，料液中溶質(zhì)A與稀釋劑B的質(zhì)量比為40:60。采用純?nèi)軇㏒=200kg，溶劑比S / F為1，脫出溶劑后萃余液R'濃度xA'=0.3（質(zhì)量分率），選擇性系數(shù) = 8。試求：萃取液量E'為多少kg？解：=yAxAyA'xA'yA'xA' =yBxByB'xB&