南昌大学化工原理期末考试A卷和B卷含答案Word文档下载推荐.docx
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得分
考生注意事项:
1、本试卷共6页,请查看试卷中是否有缺页或破损。
如有立即举手报告以便更换。
2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。
一、填空题(每题3分,共30分)
评阅人
1.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况:
(1)若p*>
p或C>
C*则属于_____过程
(2)若p>
p*或C*>
C则属于_____过程
2.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:
____________、____________、____________。
3.在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为__________;
首先除去的水分为____________;
不能用干燥方法除的水分为__________。
4.当分离要求和回流比一定时,进料的
值最小,此时分离所需的理论板数。
5.简单蒸馏的主要特征是________和______。
6.若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有:
①所得馏出物平均浓度______;
②所得残液浓度______;
③馏出物总量______。
7.精馏操作的依据是______。
精馏操作得以实现的必要条件包括______和______。
8.若精馏塔塔顶某理论板上气相露点温度为
,液相泡点温度为
;
塔底某理论板上气相露点温度为
,液相露点温度为
。
请将4个温度间关系用>
、=、<
符号顺序排列如下_____。
9.精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶
______,塔底
______,提馏段操作线斜率_____。
10.全回流时,塔顶产品量为_______,塔底产品量为_______,进料量为_______,回流比_______,理论板数为_______,全回流适用的场合通常是________。
二、选择题(每题2分,共20分)
1.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当温度和压力不变,而液相总浓度增加时其溶解度系数H将(),亨利系数E将()。
A.增加B.减少C.不变
2.通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分率()。
A.回收率趋向最高;
B.吸收推动力趋向最大;
C.操作最为经济;
D.填料层高度趋向无穷大。
3.湿空气经预热后,空气的焓增大,而()。
A.H,φ都升高;
B.H不变φ降低;
C.H,φ都降低
4.恒速干燥阶段,物料的表面温度等于空气的()。
A.干球温度;
B.湿球温度;
C.露点
5.为使脱吸操作易于进行,通常可采用()或()。
A.升温;
B.加压;
C.减压;
D.降温;
6.对处理易溶气体的吸收,为较显著地提高吸收速率,应增大()的流速。
A.气相;
B.液相;
C.气液两相;
7.根据双膜理论,吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为()。
A.两相界面存在的阻力;
B.气液两相主体中的扩散的阻力;
C.气液两相滞流层中分子扩散的阻力;
8.将不饱和的空气在总压和湿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;
9.空气的饱和湿度H是湿空气的如下参数的函数:
()。
A.总压及干球温度;
B.总压及湿球温度;
C.总压及露点;
D.湿球温度及焓
10.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为xA=0.96(摩尔分率).精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=().
A.0.927;
B.0.527;
C.0.972
三、计算题(共17分)
在某一直径为0.5m的填料塔中,在20℃、760mmHg下,用清水对空气—氨混合气进行逆流吸收操作,每小时向塔送入含NH31.5mol%的混合气480m3(操作态),要求NH3的回收率为95%。
已知20℃的平衡关系为y=0.75x(x、y均为摩尔分率),出塔溶液中NH3的浓度为平衡浓度的80%。
试求:
(1)出塔溶液中氨的浓度(用摩尔分率表示);
(2)水用量(kg/h);
(3)已知气相体积总传质系数KYa为0.09kmol/(m3·
s),计算所需填料层高度(m)。
四、计算题(共17分)
某精馏塔用于分离苯-甲苯混合液,泡点进料,进料量30kmol.h-1,进料中苯的摩尔分率为0.5,塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10,采用回流比为最小回流比的1.5倍,操作条件下可取系统的平均相对挥发度α=2.40。
(1)求塔顶、底的产品量;
(2)若塔顶设全凝器,各塔板可视为理论板,求离开第二块板的蒸汽和液体组成。
五、计算题(共16分)
某批物料的干燥速率曲线如下图所示。
将该物料由含水量
干燥至
(均为湿基)。
湿物料的初质量为
,干燥表面积为
绝干料,设装卸料时间为
,试确定每批物料的干燥时间。
干燥速率曲线
南昌大学2009~2010学年化工原理期末考试试卷应化(A)卷评分标准
一、填空题(每题2分,共20分)
1.答案:
解吸、吸收
2.答案:
相平衡关系、操作线方程、传质速率方程
3.答案:
自由水分、非结合水分、平衡水分
4.答案:
过热蒸气;
最多
5.答案:
不稳定操作或过程不连续;
无回流
6.答案:
简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度;
两种情况的残液浓度相同;
平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
7.答案:
混合液中各组分的挥发度的差异;
自塔顶向下的液流和自塔底向上的气流
8.答案:
9.答案:
减少;
增大;
增大
10.答案:
精馏生产开工或实验研究
二、选择题(每题3分,共30分)
1.C、C
2.D
3.B
4.B
5.A、C
6.A
7.C
8.C
9.A
10.A
三、计算题(共17分)
1.
3分
2.由物料衡算
2分
∵
kmol/h
∴
kmol/h=320kg/h2分
3.
四、计算题(共17分)
解:
F=D+WFXF=DXD+WXw
30=D+W30×
0.5=D×
0.95+W×
0.10
D=14.1kmol.h-1,W=15.9kmol.h-1,Xe=XF=0.5,2分
Ye=αXe/[1+(α-1)Xe]=2.4×
0.5/[1+(2.40-1)×
0.5]=0.7063分
Rmin=(XD-Ye)/(Ye-Ye)=(0.95-0.706)/(0.706-0.5)
=1.183分
R=1.5×
1.18=1.77
Y=[R/(R+1)]X+XD/(R+1)=[1.77/(1.77+1)]X+0.95/(1.77+1)
=0.639X+0.3433分
Y1=XD=0.95
Y1=Y1/[α-Y1(α-1)]=0.95/[(2.40-0.95(2.40-1)]
=0.8882分
Y2=0.639X1+0.343=0.639×
0.888+0.343=0.910
X2=0.910/[2.40-0.910(2.40-1)]=0.8083分
五、计算题(共16分)
解:
3分
4分
由图查得,
,
每批物料干燥周期为
2分
9045(B)卷
六、填空题(每题3分,共30分)
1.吸收剂用量增加,操作线斜率____,吸收推动力____。
(增大,减小,不变)
2.双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的________和________之中。
3.对不饱和湿空气,干球温度____湿球温度,露点温度____湿球温度。
4.饱和液体进料时,q=;
L′=;
V′=。
5.在连续精馏塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为xn-1=0.7,xn=0.5(均为易挥发组份摩尔分率)。
已知操作条件下相对挥发度=3,则yn=,x*n=,以液相组成表示的第n板的单板效率Em=。
6.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xn=0.3,则yn-1=(由塔顶往下数)
7.某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.3x-0.018,则回流比R=,馏出液组成xD=_____,原料组成xf=________.釜液组成xw=________.
8.简单蒸馏的主要特征是________和______。
9.若原料组成、料液量、操作压力和最终温度都相同,二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏相比较的结果有:
(1)所得馏出物平均浓度______;
(2)所得残液浓度______;
(3)馏出物总量______。
10.精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶
七、选择题(每题2分,共20分)
1.为使脱吸操作易于进行,通常可采用()或()。
2.对处理易溶气体的吸收,为较显著地提高吸收速率,应增大()的流速。
3.根据双膜理论,吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为()。
A.两相界面存在的阻力;
4.将不饱和的空气在总压和湿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()。
5.空气的饱和湿度H是湿空气的如下参数的函数:
C.总压及露点;
D.湿球温度及焓。
9.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为xA=0.96(摩尔分率).精馏段操作线方程为y=0.75x+0.24.该物系平均相对挥发度α=2.2,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y2=().
10.空气的饱和湿度H是湿空气的如下参数的函数:
八、计算题(共17分)
在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂S吸收混合气体中的可溶组分A。
入塔气体中A的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95%。
已知操作条件下的解吸因数为0.8,物系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。
试计算:
(1)操作液气比为最小液气比的倍数;
(2)出塔液体的浓度;
(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。
九、计算题(共17分)
分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯的摩尔分率)。
苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。
泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。
(1)最小回流比;
(2)若回流比取最小回流比的1.5倍,列出精馏段操作线方程;
(3)列出提馏段操作线方程。
十、计算题(共16分)
附图为某物料在
时的平衡曲线。
设物料的含水量为
,若与
的空气接触,试划分该物料平衡水分与自由水分,结合水分与非结合水分。
附图
南昌大学2009~2010学年化工原理期末考试试卷应化(B)卷评分标准
一、填空题(每题3分,共30分)
增大、增大
气膜、液膜
大于,小于
4.答案:
1;
L+F;
V
5.答案:
0.70.437576.2%
6.答案:
yn=αxn/(1+(α-1)xn)=3×
0.3/(1+2×
0.3)
=0.563,Xn-1=yn=0.563,yn-1=3×
0.563/(1+2×
0.563)=0.794
7.答案:
40.860.380.06
8.答案:
9.答案:
①简单蒸馏的馏出物平均浓度大于平衡蒸馏的馏出物平均浓度;
②两种情况的残液浓度相同;
③平衡蒸馏的馏出物总量大于简单蒸馏的馏出物总量。
二、选择题(每题2分,共20分)
1.A、C2.A3.C4.C5.A6.A7.C8.C9.A10.A
①据题意:
y1=0.03,x1=0.03由y=mx所以m=11分
由
∴
②由物料衡算
1分
③
4分
⑴ye=2.44×
0.4/(1+1.44×
0.4=0.622分
Rm/n=(xD-ye)/(ye-xf)
=(0.95-0.62)/(0.62-0.4)=1.53分
⑵R=1.5×
1.5=2.25
Yn+1=(2.25/3.25)xn+0.95/3.25
=0.692xn+0.2923分
⑶.令F=1kmol.h-1FxF=DxD+Wxw
0.4=0.95D+(1-D)×
0.05
解得D=0.39kmol.h-1W=0.61kmol.h-13分
∵q=1L'
=L+qF=RD+F=2.25×
0.39+1=1.878kmol.h-1
V'
=V=(R+1)D=3.25×
0.39=1.268kmol.h-13分
∴y'
=L'
x'
/V'
-Wx/V'
=1.48x'
-0.0242分
曲线与
的线交于
,读得
2分
平衡水分为
自由水分为
结合水分为
非结合水分为
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- 南昌大学 化工 原理 期末考试 答案