科目班級姓名學(xué)號時(shí)間燕山大學(xué)試卷 密 封線 共7頁第1頁題號——-二三四五六總分分?jǐn)?shù)322012121212100得分05級《化工原理》（下）期末試題一、填空題（每空1分，共32分）1、 蒸餾分離的理論依據(jù)是（ ）。2、 用精餾塔分離某二元混合物，當(dāng)操作壓強(qiáng)降低，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度a（ ）?；旌衔锏呐蔹c(diǎn)（ ）,塔頂蒸汽冷凝溫度（ ）。3、 在分離兩組分理想混合物的連續(xù)精餾過程中，離開冋一理論板的氣液兩相應(yīng)具有以下關(guān)系：T（ ）T,y（ ）x。（填寫〉、＜、=）V L4、間歇精餾塔只有（ ）段，在回流比恒定條件下操作時(shí)，隨操作時(shí)間增加，塔頂產(chǎn)品組成（ ），塔頂溫度（ ）。5、 分子擴(kuò)散可以分為（ ）和（ ）兩種方式，理想物系的液體精餾過程屬于（ ）擴(kuò)散。6、 分子擴(kuò)散系數(shù)是否是物質(zhì)的物性參數(shù)（ ）；吸收系數(shù)是否是物質(zhì)的物性參數(shù)（ ）。（回答是或否）7、 吸收計(jì)算中，表示設(shè)備（填料）性能好壞的個量是（ ）；表示分離任務(wù)難易程度的一個量是（ ）。8、 塔填料的主要性能參數(shù)有（ ）、（ ）以及填料因子。9、 在三角形相圖中，三個頂點(diǎn)代表（ ）；三個邊代表（ ）；三角形內(nèi)部任意點(diǎn)代表（ ）。TOC\o"1-5"\h\z10、在單級萃取過程中，若萃取劑用量減少，則萃取相溶質(zhì)濃度（ ）,萃余相溶質(zhì)濃度（ ）。11、將不飽和空氣在間壁式換熱器中由t加熱至1t,則其濕球溫度t（ ）,露點(diǎn)溫度t（ ）,相對濕度?（ ）。2 W d12、 在一定空氣狀態(tài)下干燥某濕物料，能用干燥方法除去的水分為（ ）；首先除去的水分為（ ）；不能用干燥方法除去的水分為（）。13、 寫出三種干燥設(shè)備的名稱（ ）、（ ）、（）。二、選擇題（每空2分，共20分）1、 全回流時(shí)精餾段操作線的斜率等于（ ）。A、0；B、1；C、rD、任意值。2、 在以下5種進(jìn)料熱狀況中，（ ）的口值最大。A、過冷液體；B、飽和液體；C、氣液混合物；D、飽和蒸汽；E、過熱蒸汽3、 若增加精餾塔的進(jìn)料流量，而其他條件及分離要求均保持不變，則所需的理論板TOC\o"1-5"\h\z數(shù)（ ）。A、增加；B、減少；C、不變；D、無法確定。4、 在下列吸收過程中，屬于氣膜控制的過程是（ ）。A、水吸收氫；B、水吸收氧；C、水吸收氨；D、水吸收二氧化碳。5、 在吸收過程中，溫度不變，壓力增大，可使相平衡常數(shù)m（ ）。A、增大；B、減??；C、不變；D、不確定。6、 若脫吸因數(shù)S=1,則吸收操作線斜率（ ）平衡線斜率。A、大于；B、小于；C、等于。燕山大學(xué)試卷 密 封線 共7頁第3頁7、 在B-S完全不互溶的多級逆流萃取過程中，原用純?nèi)軇F(xiàn)改用再生溶劑（ys＞0）,TOC\o"1-5"\h\z其他條件不變，則對操作的影響是（ ）。A、萃余率不變；B、萃余率減??；C、萃余相含量增加；D、萃取相含量減小8、 在選擇萃取劑時(shí)，要求萃取劑的選擇性系數(shù)B（ ）。A、一定大于1；B、一定小于1；C、一定等于1；D、都可以。9、 當(dāng)空氣的t二t（t）二t，說明空氣的相對濕度為（ ）。Was dA、100%；B、＞100%；C、＜100%；D、任意值。10、 在干燥任務(wù)相同的條件下，風(fēng)機(jī)風(fēng)量最大的季節(jié)是（ ）。A、冬季；B、夏季；C、春季；D、秋季。三、（12分）用精餾塔分離兩組分理想混合物，已知F=100kmol/h,x二0.4（摩爾分率，下同）,F泡點(diǎn)進(jìn)料，X二0.95,x二0.05，操作回流比R=1.61，物系相對揮發(fā)度a=2.5。試求：（1）D W塔頂和塔底產(chǎn)品流量（kmol/h）；（2）提餾段上升蒸汽流量（kmol/h）；（3）寫出提餾段操作線方程；（4）最小回流比。

四、（12分）在塔徑為lm的常壓填料吸收塔中，用洗油逆流吸收煤氣中的苯蒸汽。已知進(jìn)塔混合氣流量為100kmol/h，其中含苯的摩爾分率為0.05,要求回收率為96%；洗油中不含苯，其用量是最小用量的1.5倍。操作條件下的平衡關(guān)系為Y*0.15X，氣相總體積吸收系數(shù)Ka=162kmol/m3.h。試求：（1）洗油用量（kmol/h）；（2）出塔洗油中苯的含量；（3）所需Y填料層高度；（4）若填料層無限高時(shí)，出塔尾氣組成為多少。

五、（12分）某混合液含A、B兩組分，采用多級逆流萃取用純?nèi)軇㏒萃取混合液中的組分A。原料液流量為1500kg/h,其中組分A的質(zhì)量比組成為0.018,要求組分A的回收率不低于90%,溶劑用量為最小用量的1.2倍，操作條件下的分配系數(shù)KA可取為0.855。試求：（1）溶劑的實(shí)際用量；（2）理論級數(shù)n；（3）操作線方程。

六、（12分）用常壓干燥器干燥某種濕物料，新鮮空氣的溫度30°C,濕度0.01kg水/kg絕干氣，預(yù)熱至120C后送入干燥器，離開干燥器的廢氣溫度為70C，干燥產(chǎn)品的流量為600kg/h,進(jìn)出干燥器的濕物料的含水量分別為10%和2%（均為濕基）。若干燥過程可視為等焓干燥過程。試求：（1）水分蒸發(fā)量；（2）絕干空氣消耗量；（3）預(yù)熱器消耗的熱量；（4）在H-I圖上定性畫出空氣的狀態(tài)變化過程。燕山大學(xué)試題標(biāo)準(zhǔn)答案院（系）:考核課程考核類型命題教師環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院化工原理閉卷張永強(qiáng)教研室:化工07-08學(xué)年（秋）季學(xué)期考核專業(yè)年級：05化工、應(yīng)化答題教師：張永強(qiáng)一、 填空題（32分，每空1分）1—（液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同）；2-（增加，降低，降低）；3-（=,＞）；4—（精餾段，降低，升高）；5—（等分子反向擴(kuò)散，組分A通過停滯組分B的擴(kuò)散，等分子反向擴(kuò)散）；6—（是，不是）；7—（傳質(zhì)單元高度，傳質(zhì)單元數(shù)）;（比表面積，空隙率）；9—（三個純物質(zhì)，三個二元混合物，三元混合物）；10-（不確定，增加）；11—（增加，不變，減?。?；12-（自由水分，非結(jié)合水分，平衡水分）;13—（廂式干燥器，氣流干燥器，噴霧干燥器，寫其他類型也可以）。二、 選擇題（20分，每題2分）1—（B）；2—（A）；3—（C）；4—（C）5—（B）；6—（C）；7—（C）；8—（A）；（A）；10—（B）。三、 （12分）解：（1）（4分）塔頂塔底產(chǎn)品流量，由全塔物料衡算：F二D+W，F(xiàn)x二Dx+WX；代入數(shù)據(jù)：F D W100=D+W，0.4F=0.95D+0.05W；聯(lián)立解得：D=38.89kmol/h,W=61.11kmol/h（2）（2分）提餾段上升蒸汽流量，由于泡點(diǎn)進(jìn)料，則有：V'=V=L+D=RD+D=（R+1）D=（1.61+l）x38.89=101.5kmol/h共4共4頁第1頁（3）（2分）提餾段操作線方程L二RD二1.61x38.89二62.61kmol/hy'm+1y'm+1TOC\o"1-5"\h\z= x'— xL+qF—WmL+qF—WWy'zm+1\o"CurrentDocument"62.61+1x100 61.11y'zm+1x'— x=1.602x'—0.602x62.61+1x100—61.11m62.61+1x100—61.11w m w（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡線方程：y=*礦4礦帛q線方程:X=XF；聯(lián)立解得：亠=04鷺=0.625（4）2.5x2.5x（4分）最小回流比’平衡線方程：y=*礦4礦帛q線方程:X=XF；聯(lián)立解得：亠=04鷺=0.625則：RminX—y0.95—0.625 4—Dq= =1.44y—x 0.625—0.4qq四、（12分）解：（1）洗油用量（4分）V=100x（1—y）=100x（1—0.05）=95kmol/hY=Y（1-申）=0.0526x（1-0.96）=0.002121IV丿minY—Y=―1丫X—1—Xm20.0526—0.0021=0.1440.0526—00.15L=1.5x0.144xV=1.5x0.144x95=20.52kmol/h（2）出塔洗油中苯的含量（2分）X1=Z（Y1—Y2）+X2=蟲（0?0526—°.0021）+0=0234（3）所需填料層高度（4分）傳質(zhì)單兀咼度：H=OG95= =0.747mKaG 162x0.785x12Y傳質(zhì)單元數(shù)：s=mV=0.15x95L20.52=°.694燕山大學(xué)試題標(biāo)準(zhǔn)答案共燕山大學(xué)試題標(biāo)準(zhǔn)答案共4頁第2頁NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0?694+NOG(1-S)「mX2+S

Y-mX22=1-0.694ln(1-0?694+°?694=6?94Z二HN=0.747x6.94二5.18mOGOG（4）填料層無限高時(shí)尾氣濃度（2分）由于S二0.694<1,操作線線斜率大于平衡線斜率,故當(dāng)填料層無限高時(shí)，氣液兩相將在塔頂達(dá)到平衡，此時(shí)有:Y*=mX=022五、（12分）解：（1）溶劑的實(shí)際用量（8分）X=0.01&X=X(1-0.9)=0.018x0.1=0.0018F n FB=占=總=1473kgB/hF二KX二0.855x0.018二0.01539，Y=0F S5maxY*-Y 0.01539-0+s= =0.95X-X 0.018-0.0018F nS=—

min5maxB=1473=1550kgS/h0.95S=1.2Smin二1.2x1550二1860kgS/h（2）理論級數(shù)（2分）KS0.855x18604MO=1.081473n=In

InAmX1F+ -X An mln1.08ln〔1-1.08-^―+丄=6.641-0.91.08（3）操作線方程（2分）B(B)1473< 1473 「Y=—X+Y——X— X+0 x0.0018—0.792Xi+1 SiISSn丿1860iI1860 丿i-0.00142六、（12分）解：(1)水分蒸發(fā)量(2分)G=G(1—w)=600(1—0.02)=588kg絕干料/hTOC\o"1-5"\h\z2 2102 2 2X= =0.1111,X= =0.02041 90 2 98W=G(X—X)=588(0.1111—0.0204)=53.33kg/h12(2)絕干空氣消耗量(6分)L=-^H—HH=H=0.01kg水/kg絕干氣10I=(1.01+1.88H)t+2490H1111=(1.01+1.88X0.01)x120+2490x0.01=148.36kj/kg絕干氣等焓過程：1=112I=(1.01+1.88H)t+2490H=148.36kJ/kg絕干氣2222t=70°c,解得：H=