第五章蒸馏
一、名词解释：
1、蒸馏：
利用混合物中各组分间挥发性不同的性质，人为的制造气液两相，并使两相接触进行质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：
当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。
3、挥发度：
组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之比。
4、相对挥发度：
混合液中两组分挥发度之比。
5、精馏：
是利用组分挥发度的差异，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：
气液两相在该板上进行接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：
产品流量与原料液流量之比。
8、操作关系：
在一定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下一层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流比：
精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。
10、最小回流比：
两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要无限多理论板数的回流比。
11、全塔效率：
在一定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之比。
12、单板效率：
是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。
二、填空题：
1、在精馏塔的任意一块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的气相露点温度的大小相比是_________。相等
2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。离开的汽相与液相之间达到平衡时
3、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于
__________________________________________________的场合。
难挥发组分为水，且要求釜液中易挥发组分浓度很低
4、简单蒸馏过程中，釜内易挥发组分浓度逐渐________，其沸点则逐渐_________。
降低，升高
5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流比不变，则馏出液组成________________。 增加回流比，不断下降
6、在精馏塔设计中，若
F D x x R q 、、、，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，
T ，间
N ????????
T ，直
N ，W x ，间
?????????W x ，直
。 < , >
7、总压101.3kPa 、95℃温度下苯与甲苯的饱和蒸汽压分别为155.7kPa 与63.3kPa ，则平衡时汽相中苯的摩尔分率为_______，液相中苯的摩尔分率为_________，苯与甲苯的相对挥发度=_______。 0.632、0.411、2.46
8、精馏操作的依据是__________________________________________________。实现精馏操作的必要条件包括____________________________________________和___________________________________________。 混合液中各组分挥发度的差异由塔板或填料层所构成的若干个接触级、塔顶有液相回流、塔底有上升气流。
9、精馏塔操作时，保持F 、x F 、q 、R 不变，增加塔底排液量W ，试定性画出变化前、后塔的操作线。
y x 附图
1
y x 附图
2
y
x 附图
3
10、精馏塔塔顶某理论板上汽相的露点温度为1t 、液相的泡点温度为2t ，塔底某理论板上汽相的露点温度为3t 、液相的泡点温度为4t ，试按从大到小顺序将以上4个温度排列如下：??????????????????????????。3t =4t ＞21t t =
11、简单蒸馏的主要特点是 __________________________________________。
间歇、不稳定、分离程度不高
12、测得在精馏塔操作中，离开某块理论板的两股物流的组成分别为0.82和0.70，则其中________是汽相组成。 0.82
13、已知在塔顶为全凝器的连续精馏塔中，完成一定分离任务需N 块理论板。现若按下图流程设计，则在相同回流比条件下，完成相同的分离任务，所需理论板数将为???????块。 N-1
D D F ,x
F
14、间歇精馏与连续精馏不同点在于：_________________________________________和____________________________________________。 前者为非稳态，而后为稳态 前者只有精馏段，没有提馏段。
15、某二元理想混合物（相对挥发度为3）中易挥发组分0.4F x =（摩尔分率），用平衡蒸馏方法使50%的物料汽化，则汽相中易挥发组分的回收率为?????????????。 66% 16、精馏塔中第1n -、n 、n+1三块实际塔板的板效率小于1，与汽相组成y n 相平衡的液
相组成为*n x ,则*n x ____n x ，与液相组成n+1x 相平衡的汽相组成为*1n y +,则*1
n y +___1n y +?和n y ___1n x -。 ＜，＞，＞
17、试比较某精馏塔中（从塔顶往下）第11n n n -+，，层理论板上参数的大小,即:
n-1y ___n y ,1n T -___n T ,n y ___n x ,n T ___n t ,n T ___n+1T ?
（T —气相温度；t —液相温度） ＞，＜，＞，＝，＜
18、对于二元理想溶液，x-y 图上的平衡曲线离对角线越近，说明该物系
。
不容易分离
19、在精馏塔设计中，若F D W x x R q x 、、、、相同，则直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，T N ，间???????T N ，直；D F ?? ???间?????????D F ??
???直
。 > ， >
20、某二元物系的相对挥发度α=3,在具有理论板的精馏塔内作全回流精馏操作,已知
20.3x =，则y 1=____(由塔顶往下数)。 0.794
21、平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别
__________________________________________________。前者为稳态过程，后者为非稳态过程
22、精馏塔设计中，回流比并不总是越大越好，原因是____________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________。
回流比增大，所需理论板数减少，塔设备所引起的设备费降低；但冷凝器、再沸器热负 荷增大，换热器设备费及加热蒸汽、冷却水所消耗的动力费增大。当R 大到一定值后，总 费用（设备费和动力费之和）呈现上升趋势。
23、有三个精馏塔分离相同的理想混合液，塔顶冷凝部份如图，塔顶第一板上升气相流率均为Vkmol/s ，其摩尔组成均为1y ，相对挥发度相同且均为常数。
请对图示的三种冷凝器情况，按从大到小的顺序排列回流液浓度123L L L x x x ，，，以及产品浓度123D D D x x x ，，的相对大小：?????????????????????????????????????????????? ??????????????????。 132L L L x x x ?? 321D D D x x x ??
V V
V 3
1 V
V 4
1
24、在分离要求一定的条件下，当回流比一定时，________状况进料所需的总理论板数最少。 冷液
25、用连续精馏方法分离双组分理想混合液，原料中含易挥发组分0.40，馏出液中含易 挥发组分0.90（以上均为摩尔分率），溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比 为2，则料液的热状况参数q=________。 q=0.38
26、溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 温度。 泡点
27、气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 温度。 露点 28、对于二元理想溶液，若轻组分含量越高，则泡点温度 。 越低 29、对于二元理想溶液，若重组分含量越高，则泡点温度 。 越高 30、对于二元理想溶液，相对挥发度大，说明该物系 。 容易分离
31、在相同的外压及温度下，沸点越低的物质其饱和蒸气压 。 越高 32、完成一个精馏操作的两个必要条件是 和塔底上升蒸气。 塔顶液相回流 33、为完成精馏操作，需要在 设置冷凝器。 塔顶 34、为完成精馏操作，需要在 设置再沸器。 塔底
35、设计一精馏塔时，回流比选的大，则塔板数 。 少 36、精馏操作中，回流比的上限称为 。 全回流
37、精馏操作中，回流比的下限称为 。 最小回流比
38、精馏操作中，全回流时塔顶的产品量 。 为零
39、精馏操作中，再沸器相当于一块 板。 理论板
40、用逐板计算法求理论板层数时，用一次 方程就计算出一层理论板。
相平衡 41、用图解法求理论板层数时， 代表一层理论板。 一个梯级 42、精馏操作中，当q=0.6时，表示进料中的 含量为60%。 液相 43、对于正在操作中的精馏塔，若加大操作回流比，则塔顶产品浓度会 。 提高
三、单选择题
1、连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器、泡点回流方案时，为完成分离任务所需理 论板数为Ｎ。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务 所需理论板数为Ｎˊ，其相对大小是______。 C
Ａ、Ｎˊ＞Ｎ ； Ｂ、Ｎˊ＝Ｎ ；
Ｃ、Ｎˊ＜Ｎ ； Ｄ、判断依据不足。
2、对某双组分理想物系，当温度t=80℃时，0106.7A a P kp =，0
40B a P kp =，液相摩尔组成
0.4A x =，则与此液相组成相平衡的汽相组成A y 为??????????。 B
A 、0.5 ；
B 、0.64 ；
C 、0.72 ；
D 、0.6
3、恒摩尔流假定主要前提是两组分的分子汽化潜热相近，它只适用于理想物系。此 话________。 B
A 、对 ;
B 、错;
C 、无法判断 4、精馏段操作线方程为：y=0.75x+0.3，这绝不可能。此话______________。A
A 、对;
B 、错;
C 、无法判断
5、某二元混合物，其中Ａ为易挥发组分，液相组成ｘ＝0.6相应的泡点为ｔ，与之相平衡的汽相组成ｙ＝0.7，相应的露点为T ，则：（ ）。 A A 、ｔ ＝T B 、ｔ ＜T C 、ｔ ＞T D 、不能判断
6、对有恒沸现象的二元体系，用恒沸精馏比萃取精馏好，因为前者能耗小。B
A 、对
B 、错
C 、无法判断
7、在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃，为使这两组份的混合液能得到分离，可采用哪种分离方法？ C
Ａ、恒沸精馏 Ｂ、普通精馏 Ｃ、萃取精馏 Ｄ、水蒸汽直接加热精馏 8、某二元混合物，汽液相平衡关系如图。1t 和2t 分别表示图中1，2点对应的温度。则?????????。 D
A 、12t t =
B 、12t t ?
C 、12t t ?
D 、1t 与2t 大小关系不能判断
1
y 2
1
0 x
1.
9、精馏塔引入回流，使下降的液流与上升的汽流发生传质，并使上升汽相中的易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是由于________。D
A 、液相中易挥发组分进入汽相；
B 、汽相中难挥发组分进入液相；
C 、液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；
D 、液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生。 10、对于某理想溶液的平衡蒸馏，若维持进料量F 、物料温度F t 、蒸发室压强P 不变，而将物料浓度F x 增加，则气相馏出物组成D x ?????????,气相馏出物量D ??????????。C 、A
A 、变大
B 、变小
C 、不变
D 不确定
11、精馏塔设计时，若F 、F x 、D x 、x 、V 均为定值，将进料热状态从q=1变为q>1，则设计所需理论板数??????。B
A 、多
B 、少
C 、不变
D 、判断依据不足
12、以下说法中不正确的是________。C
精馏段操作线方程式是描述精馏段中
A 、某板下降的液体浓度与下一板上升的蒸汽浓度间的关系式；
B 、某板上升的蒸汽浓度与上一板下降的液体浓度之间的关系式；
C 、进入某板的气体与液体的浓度之间的关系式；
D 、在相邻两板间相遇的汽相与液相浓度之间的关系式。
13、精馏设计时，若回流比R 增加并不意味产品D 减小，精馏操作时也可能有类似情况。 此话___________。A
A 、对;
B 、错;
C 、无法判断
14、操作中的精馏塔，若保持F 、q 、D x 、V '不变，而增大F x ，则R ???????、D ???????。
B 、A
A 、变大
B 、变小
C 、不变
D 、不确定
15、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化______________。B
Ａ、平衡线； Ｂ、操作线与ｑ线； Ｃ、平衡线与操作线； Ｄ、平衡线与ｑ线。 16、某精馏塔的设计任务为：原料为F 、f x ，塔顶为D x ，塔底为W x ，若塔釜上升蒸汽量V '不变，加料热状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需理论板T N ??????。A
A 、增加
B 、减少
C 、不变
D 、不确定
17、精馏分离5.2=α的二元理想混合液，已知回流比
R=3，塔顶D x =0.96，测得第三层塔板
（精馏段）的下降液体浓度为0.4，第二层板下降液体浓度为0.45，则第三层塔板的汽相单板效率m v E 为???????。 C
A 、22.2%
B 、32.68%
C 、44.1%
D 、107.5%
18、被分离物系最小回流比m in R 的数值与___________无关。 D
A 、被分离物系的汽液平衡关系；
B 、塔顶产品组成；
C 、进料组成和进料状态；
D 、塔底产品组成。 19、蒸馏是分离（ ）混合物的单元操作。 B
A 、气体；
B 、液体；
C 、固体；
D 、刚体。 20、蒸馏是利用各组分的（ ）不同的特性实现分离的目的。 C
A 、溶解度；
B 、等规度；
C 、挥发度；
D 、调和度。 21、在二元混合液中，（ ）的组分称为易挥发组分。 A
A 、沸点低；
B 、沸点高；
C 、沸点恒定；
D 、沸点变化。 22、在二元混合液中，（ ）的组分称为难挥发组分。 B
A 、沸点低；
B 、沸点高；
C 、沸点恒定；
D 、沸点变化。 23、（ ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 、液相回流； B 、进料； C 、侧线抽出； D 、产品提纯。
24、在（ ）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C
A 、冷凝器；
B 、蒸发器；
C 、再沸器；
D 、换热器。 25、再沸器的作用是提供一定量的（ ）流。 D
A 、上升物料；
B 、上升组分；
C 、上升产品；
D 、上升蒸气。 26、（ ）的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。 A
A 、冷凝器；
B 、蒸发器；
C 、再沸器；
D 、换热器。 27、在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ ）。 C
A 、浮阀板；
B 、喷射板；
C 、加料板；
D 、分离板。 28、在精馏塔中，加料板以上的塔段称为（ ）。 A A 、精馏段； B 、提馏段； C 、进料段； D 、混合段。 29、在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ ）。 B
A 、精馏段；
B 、提馏段；
C 、进料段；
D 、混合段。 30、（ ）是指离开这种板的气液两相相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。 C
A 、浮阀板；
B 、喷射板
C 、理论板；
D 、分离板。
四、判断题：
1、若过热蒸汽状态进料，q 线方程的斜率>0；( ) 对
2、理论板图解时与下列参数:F,F x ,q ，R ，α，D x ，W x 无关；( ) 错
3、连续精馏塔，塔顶及塔底产品分别为D 及W ，则提馏段液汽比总是大于1，精馏段液汽比总是小于1。( ) 对
4、精馏设计时,采用相同的塔釜蒸发量，则冷加料比热加料需要较少理论板数。( ) 错
五、问答题：
1、试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。 取较小回流比时，为达到一定的分离程度需要的理论板层数要多，使设备费高，随回流比加大，所需理论板数减少，使设备费降低，同时操作费增加；但若继续加大回流比，则会因塔径，换热器的加大，而使设备费又将上升。操作回流比Ｒ应尽可能使设备费与操作费总和为最小，通常取R ＝（1.1～2）Rmin 。
2、在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D 和易挥发组分的收率η不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需理论板层数将如何变化： （１）加大回流比R ，＿＿＿＿；
（２）提高操作压强P ，＿＿＿＿；
（３）提高加料温度t ，回流比R 保持不变＿＿＿＿＿； （４）增加生产能力30％（仍能正常操作）。＿＿＿＿
(1)ＮT↓； (2)α↓，ＮT↑； (3)ｑ↓，ＮT↑； (4)不变
3、精馏操作时，若F 、F x 、q 、R 均不变，而将塔顶产品量D 增加，其结果将导致塔顶组成D x 、塔底残液W x 如何变化？试定性分析。
D x 、W x 均下降。
理由：由F 不变、D 增加可知W 变小；由F 、q 、R 不变，可知()1V R D =+，
()F q 1-+随
D 增大而增大，因而，提馏段操作线斜率V W V W V V L '
+
='
+'=
'
'1将变小，提馏段理论板分离能
力提高，W x ↓。
至于D x 的变化情况需用排除法确定，过程如下：R 不变，则精馏段操作线斜率不变。假设D x 不变或变大，作图可知，理论板数均比原工况时的多（见附图1、2），这与理论板数固定相矛盾。所以，D x 只能变小。
附图 附图2
4、某板式精馏塔，提馏段ｎ'板上液相浓度为n X ’
，试在下面y x -图中表示该板下一层板上
升的汽相组成1n y +，。如ｎ'板为理论板，标示出ｎ'板上升蒸汽的组成。如n'板为实际板，定性标示出n'板上升蒸汽组成。
5、简述简单蒸馏与精馏的区别。
简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝。
6、精馏塔的塔顶和塔底为什么要分别设置冷凝器和再沸器?
冷凝器提供液相产品与液相回流，再沸器提供塔内上升的蒸气。
7、设计一精馏塔时，回流比选取的大小对塔板数有何影响?
回流比越大，达到要求的分离精度所需要的塔板数越少。
8、精馏操作中，在下限操作时，能否达到所要求的分离精度？为什么?
不能，若要达到所要求的分离精度需要有无穷多块理论板，实际上是不可能的。 9、精馏操作中，在上限操作时对实际生产有无意义？一般在什么情况下采用?
在上限操作时，产品量为零，对实际生产无意义，一般在科研、装置开工期间或紧
急停工时采用。
10、为什么再沸器相当于一块理论板?
在再沸器中，物料又一次部分气化，气液两相达到平衡，与理论板的效果相同。
11、用逐板计算法求理论板层数时，为什么用一次相平衡方程就计算出一层理论板?
使用一次相平衡方程，就意味着物料达到一次气液平衡，就相当于越过一块理论板。
12、用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板?
每一个梯级与平衡线相交一次，表示汽、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。
13、对于正在操作中的精馏塔，若改变其操作回流比，对塔顶产品浓度会有何影响? 回流比越大，塔顶产品浓度越高。
14、设计一精馏塔时，进料量对塔板层数有无影响？为什么?
进料量对塔板层数无影响，影响塔板层数的因素主要有进料和产品的浓度、进料热
状况以及回流比。
15、用q 代表进料热状况，说明q=0，q=1，0＜q ＜1时的意义。
q=0表示饱和气相进料，q=1表示饱和液相进料，0＜q ＜1表示气液混合进料。
16、塔板的作用是什么?
塔板的作用是提供气液接触的场所。
六、计算题：
1、（15分）
分离苯一甲苯混合液，原料液中含苯0.5（摩尔分率，下同），泡点进料，馏出液中要求含苯0.95，塔顶用分凝器一全凝器流程（如图），测得塔顶回流液中含苯0.88，离开塔顶第一层理论板的液体含苯0.79，求：
(1)操作条件下平均相对挥发度α； (2)操作回流比R ； (3)最小回流比R min 。
凝器 D ,x D
解：（1） 1(1)L
D L
x x x αα=
+- 将0.95D x =,0.88L x =代入得：
0.88
0.951(1)0.88
αα?=
+-? 解之得： 2.59α= (5分)
(2)设离开第一块理论板的汽相组成为1y ，1 2.590.790.9071(1)1 1.590.79
L
L
x y x αα?=
=
=+-+?
又 1(1)L D Vy Lx D x V L D R D L RD =+??=+=+??=?
即 0.9070.880.95
(1)V L D V R D L RD
?=?+???
=+??=?
解之得： 1.59R = （5分） （3）1q =, *
2.590.50.7211(1)1 1.590.5
F
F F x y x αα?=
=
=+-+?
*
m i n *
0.95
0.721
1.040.7210.5
D F F F
x y R y x --==
=-- （5分）
2、（15分）
由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，每小时加入甲醇水溶液100kmol ，其中甲
醇含量为0.3（摩尔分率，下同），要求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。塔顶采用全凝器，泡点进料，塔内只有一层理论板，料液就在这一板上加入，且不用回流。在操作范围内，相对挥发度8.5=α。试求：
（1）釜液组成；
（2）馏出液量（kmol/h ）。
解：（1）如图所示。
D ,x W
10.6D y x ==
1
11
0.60.205(1) 5.8 4.80.6
y x y αα=
=
=---? （5分）
'
'
,L F V V D ===
'11'
'
W F D
W W x Fx Dx L F y x x V
V
D
D
-=
-
=
-
1001000.30.6
0.205D D
D
?-?=
?-
9.50.6D
=- （1） （5分）
又 5.81(1)1
4.8
W
W W W
W x x y x x αα=
=
+-+ （2）
且 ()100
(0.3)30
1000.60.6F W
W
W
D W
W
W
F x x x x D x x x x -?--=
=
=
--- （3）
将式2、3代入式1得： 5.89.5(0.6)
0.614.830
100
W W W
W x x x x ?-=-
+-
解之得：0.0914W x = 0.396W x =（舍去）
（2）将0.0914W x =代入式3得： 41.01/D k m o l h = （5分） 3、（15分）
在常压连续精馏塔内分离苯和甲苯混合液，混合液的流量为1000kmol/h ，其中含苯40%，要求塔顶馏出液中含苯90%，塔釜残液中含苯2%（均为摩尔分率）。泡点进料，塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，取回流比为最小回流比的1.5倍。全塔平均相对挥发度为
2.5。试求：
（1）塔顶与塔底产品量D 、W ； （2）回流比R ；
（3）从上往下数的塔内第二块理论板上升气体组成；
（4）若在塔操作中，将进料状态改为饱和蒸汽进料，而保持F 、R 、D 、x F 不变，此时能否完成分离任务？为什么？ 解：（1） F D W F D W
F x D x
W x =+??
=+? 即 ?
???+?=?+=02.09.04.0100100W D W
D
解之得：D =43.2km ol/h W =56.8km ol/h
??
? （3分）
｛2｝泡点进料，0.4e F x x == ()2.50.4
0.625
1111.50.4
e
e e
x y x αα?=
=
=+-+?
m in m in 0.90.625 1.22
0.6250.4
1.5 1.5 1.22 1.83
D e e e
x y R y x R R --=
=
=--=?=?= （3分）
（3）精馏段操作线方程： 11.83
0.9
0.650.318
1
1
2.83
2.83
D n n n n x R y x x x R R +=
+
=
+=+++ 10.9D y x == 1
11
0.90.783
(1)2.5
1.50.9
y x y αα=
=
=---? 210.650.3180.650.7830.3180.827y x =+=?+= （4分）
（4）F 、R 、D 不变，而进料状态由饱和液体改为饱和蒸汽时，q ↓，故()D R V 1+='
()F
q 1-+随q ↓而↓，
↑
'
+
='
+'=
'
'V W V W V V L 1，提馏段塔板分离能力↓，W x 必↑，又由全塔物
料衡算可知，D x ↓。可见不能完成分离任务。 （5分） 4、（15分）
由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40%（摩尔分率）的甲醇水溶液100kmol ，塔顶采用全凝器，塔釜间接蒸汽加热，回流比R=3，要求塔顶馏出液组成D x =0.84，在操作条件下的平衡关系为0.450.55y x =+，求：
（1）塔釜组成x ；
（2）每小时能获得的馏出液量D 。 解：（1）10.84D y x == 110.550.840.55
0.6440.450.45
y x --=
== （4分）
2130.840.6440.6931
1
4
4
D x R y x R R =
+
=?+
=++ （4分）
20.550.6930.55
0.3180.45
0.45
W y x --=
=
= （3分）
(2) ()100(0.40.318)
15.7/0.840.318
F W D W
F x x D km ol h x x -?-==
=-- （4分）
5、（15分）
组成为0.45F x =的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中气液摩尔比为1:2，塔顶0.95D x =（以上均为摩尔分率）
，塔顶易挥发组分回收率为95%，回流比m in 1.5R R =，塔釜间接蒸汽加热，相对挥发度 2.5α=，试求： (1)原料中汽相和液相组成； (2)列出提馏段操作线方程；
解：(1)设原料中汽相组成为e y ，液相组成为e x ，则
12331(1)e e F e
e e y x x x y x αα?+=????=
+-??
将0.45F x =， 2.5α=代入得：
120.45332.51 1.5e e e
e e y x x y x ?+=??
??=
+??
解之得：0.375e x = 0.6e y = （5分）
(2) 23
q =
m i n 0.950.6
1.5560.60.375
D e e e
x y R y x --=
=
=-- min 1.5 1.5 1.556 2.334R R ==?= 0.95D F
D x Fx =
0.450.95
0.950
.450.95
F D
x D F
x ∴=?=?=
1W D F
F
W x D x Fx Fx +
=
10.05W D F
F
W x D x Fx Fx =-
= （5分）
''
22.3340.453 1.472(1)(1)(1)
(1)
3.3340.45(
1)
3
D R
q
L RD qF F
D V
R D q F
R q F
?+++=
==
=++-++-?+-
'
0.050.050.050.450.01932(1)(1)(1)
(1)
3.3340.45(
1)
3
W F
F
W x Fx x D V
R D q F
R q F
?=
=
=
=++-++-?+- ∴提馏段操作线方程为：''
'
1.470.0193W W x L y x x V
V
=
-
=- （5分）
6、（15分）
在一连续常压精馏塔中分离某理想混合液，0.94D x =，X W =0.04。已知此塔进料q 线方程为6 1.5y x =-y ，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，求：
（1）精馏段操作线方程。
（2）若塔底产品W ＝150kmol/h ，求进料量F 和塔顶产品量D 。 （3）提馏段操作线方程。 解：（1）由q 线方程 6,
1.5
1
1
1.2,0.326 1.5
10.333,0.5
F F q q x q q q q x x y y x x
x y ==--∴===
=-+==
联立方程 与 得
635.2333
.05.05.094.0min =--=
--=
q
q q D x y y x R
162.3635.22.12.1min =?==R R
226.076.01
1
+=++
+=
x R x x R R y D （5分）
（2）F
D W F D W Fx Dx W x =+??=+?
D=60.94kmol/h F=210.94kmol/h （5分） （3）
()()()h
kmol qF RD qF L L h kmol F q D R V /8.44594.2102.1162.394.60/8.28594.21012.1162.494.6011=?+?=+=+='=?-+?=-++='
0203.0507.1-='
-
'
'=
'x V wx x V L y W （5分）
7、（15分）
一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h 流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的
1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为
2.5。试求： （1）塔顶和塔底产品量； （2）最小回流比；
（3）精馏段操作线方程； （4）提馏段操作线方程。
解：（1）由 F D W F D W
F x D x
W x
=+??
=+?
得()100(0.60.5)61.11/0.950.05
F W D W
F x x D km ol h x x -?-=
=
=--
10061.1138.89/W F D km ol h =-=-= （4分）
（2）由题可知：0.5q =
q 线方程为：0.50.51
0.51
F x x y =
-
--
1.2y x =-+ ①
平衡线方程为：1(1)x y x
αα=
+-
2.51 1.5x y x
=+ ②
令①=②并化简得：21.5 1.7 1.20x x +-= 求得q 线与平衡线交点：
0.492q x =，0.708q y =
m in 0.950.708 1.120.7080.492
D q q q
x y R y x --∴=
=
=-- （5分）
（3）min 1.5 1.5 1.12 1.68R R ==?=
11 1.680.95
(1)
(1)
1.681
1.6810.6270.354
n n D n n n Rx x x y R R y x ++=
+
=+
++++=+ （3分）
（4）'
0.5 1.6861.110.5100152.66L L qF RD F =+=+=?+?=
'
(1)(1)(0.51)100113.77V V q F D R =+-=++-?=V
'
1'
'
152.660.0538.89113.77
113.77
m W m m L x W x x y V
V
+?=
-
=
-
1 1.340.017m m y x +=- （3分）
8、（15分）
一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 0.80.17
y x =+
提馏段 1.30.01
y x =- 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。 解：由精馏段操作线方1210.90.6670.31
1
21
21
D R y x x x x R R =
+
=
+
?=+++++
0.81
R
R =+，得4R =；
10.1721
D x R =+，得0.86D x = 5分
将提馏段操作线方程与对角线方程y x =联立
1.30.018
y x y x
=-??
=? 解得0.06x =，即0.06w x = 5分 将两操作线方程联立
0.80.172
1.30.018y x y x =+??
=-?
解得0.38x = 因是泡点进料，1q =，q 线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度， ∴0.38F x = 5分
9、（15分）
用一连续精馏塔分离由组分A 、B 所组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.63，说明原料液的热状况，并求出q 值。
解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为 min 1min 11
1
n n D R y x x R R +=
+
++
即 1.6310.9570.620.3641.631
1.631
y x x =+?=+++ 5分
由相平衡方程 1(1)
x y x αα=
+-，
得 2.5 2.51(2.51)1 1.5x x y x
x
=
=
+-+ 5分
联立两方程 0.620.364
2.511.5y x
x
y x =+??
?=?
+?
， 解得 0.367x =，
0.592y = 此点坐标（0.367，0.592）即为(,)q q x y 。
因0.44F x =，即q F q x x y <<，说明进料的热状况为气液混合进料。 由q 线方程 1
1
F q q y x x q q =
-
--，
此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点 有 0.592
0.3670.44
1
1
q q
q q =?
-?
-- 解出0.676q = 5分 10、15分）
用连续精馏塔每小时处理100km ol 含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以%m o l 计），求：
（1）馏出液和残液的流率（以/km ol h 计）；
（2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132/km ol h 132，写出精馏段操作线方程。 解：（1）F D W
F D W Fx Dx W x =+??=+? 代入数据1001000.40.90.01D W D W =+???=+?
解此方程组，得 43.8
/D k m o l h =，56.2/W km ol h = 5分 （2）饱和液体进料时，'V V =，即132/V km ol h =，则
13243.888.2/L V D km ol h =-=-=
88.2243.8
L R D ===
精馏段操作线方程
210.90.6670.31
1
21
21
D R R y x x x x R R =
+
=
+
?=+++++ 10分
第六章 吸 收 一、选择题（每题2分）
１、 对极易溶的气体，气相一侧的界面浓度y i __________y e 。 A 大于 B 等于 C 接近于 D 小于
C
2、 在吸收塔设计中，当吸收剂用量趋于最小用量时，____________________。
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
D
3、选择题：（按A 增加 B 减少C 不变 D 不定 填入括号内） 随温度增加，气体的溶解度（ ），亨利系数E （ ）。
B A
4、 选择题：（请按A 增加 B 减少C 不变 填入括号内） 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（）。
C C
5、选择题：（请按A增加B 减少 C 不变填入括号内）
在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加，则出口气体中的CO2含量将（）气相总传质系数Ky将（），出塔液体中CO2浓度将（）。
B A B
6、选择题：（按A增加B减少C 不变填入括号内）
含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若其他操作条件不变，而入口气体量增加，则对于气膜控制系统：其出口气体组成y2将（）；出口液体组成x1将（）；溶质回收率将（）。
A A B
7、当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度（或分压）——————。
A y增大一倍
B p增大一倍
C y减小一倍
D p减小一倍。
C
8、对含低浓度溶质的气体与溶液的平衡系统，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中摩尔浓度的差值是__________。
A正值 B 负值 C 等于零 D 不定
D
9、用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为113kPa，相平衡常数m = 0.25，已知其气膜吸收分系数k G=1.23?10-2kmol/(m2?h?kPa)，液膜吸收分系数k L=0.85m/h，则该系统属于__________控制过程。
A气膜控制 B 液膜控制 C 双膜控制 D 不确定
A
10、吸收塔设计中，最大吸收率
η与_____无关。
max
A液气比 B 液体入塔浓度x2 C 相平衡常数m D 吸收塔型式
D
11、在吸收中，当相平衡关系为直线，且气液浓度都很低时，以下说法中_________是错误的。
A k y沿塔高的变化可以忽略不计
B K y随浓度的变化可以忽略不计
C k x随塔高的变化可以忽略不计
D K y随溶解度系数的变化可以忽略不计。
D
12、只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。
A大于 B 小于 C 等于 D 不等于
A
13、吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数＿＿＿＿＿（增大，减小，不变），传质推动力＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
A增大 B 减小 C 不变
B C
14、在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障水量减少时,气相总传质单元数N OG___________
A增加 B 减少 C 不变
15、根据双膜理论,当被吸收组分在液体中溶解度很小时,以液相浓度表示的总传质系数
___________
A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数
C 小于气相传质分系数
D 近似等于气相传质分系数
Ｂ
16、单向扩散中的漂流因子_____。
A>1 B <1 C =1 D 不一定
A
17、已知SO2水溶液在三种温度t1、t2 、t3下的亨利系数分别为E1=0.0035atm,
E2=0.011atm,E3=0.00652atm,则______
A t1 B t1>t3 C t2 D t1>t2 A 18、低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其他操作条件不变，而入口气量有所增加，则： 液相总传质单元高度H OL （A增加 B 减少 C 基本不变 D 不定） 液相总传质单元数N OL （A增加 B 减少C 基本不变D 不定） 气相总传质单元高度H OG （A增加 B 减少C 基本不变D 不定） 操作线斜率将（A增加 B 减少C 基本不变D 不定） C C A B 19、采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力（A增加 B 减少C 不变） 气膜阻力（A增加 B 减少 C 不变）。 B C 20、某吸收过程，已知其气相传质分系数k y=4?10-4kmol/(m2?s)，液相传质分系数 k x=8?10-4kmol/(m2?s) 由此可判断该过程为__________。 A液膜控制B 气膜控制 C 判断依据不足 D 气膜阻力和液膜阻力相差不大 C 21、在以下情况中，哪一个属液相扩散控制？_________ A操作线极平（斜率极小） B 溶解度系数H极高； C 平衡线为y=mx，常数m极小 D 系统服从亨利定律，亨利系数E极高。 D 22、两个低浓度溶质的汽液平衡系统。系统1液相总浓度大于系统2，若浓度溶质相等，气相分压相等，则溶解度系数H1________H2，亨利系数E1_________E2 A大于 B 小于 C 等于 D 不确定 C A 23、扩散通量式J A=-D(dC A/dZ) A可以用于多组分系统B只能用于双组分系统, 但可以同时用于液相或气相系统 C只能用于稀溶液 D 只能用于理想气体 E 只能用于液相 B 24、在双膜模型中，气液界面没有传质阻力的假定等同于下述论点____________。 A y*=y B x*=x C x i*=x i D y i=x i C 25、传质速率N A等于扩散通量J A的条件是____________。 A单向扩散 B 等分子相互扩散 C 湍流流动 D 稳定过程 26、双组分气体 （A 、B ）在进行定常分子扩散，J A 及N A 分别表示在传质方向上某截面处溶质A 的分子扩散速率与传质速率，当整个系统为单向扩散时： ┃J A ┃（A 大于 B 等于 C 小于）┃J B ┃ ┃N A ┃（A 大于 B 等于 C 小于）┃N B ┃ B A 27、 双组分理想气体混合物中，组分A 的扩散系数是——————（A 系统的物质属性 B 组分A 的物质属性C 只取决于系统的状态）；当系统总浓度增加时，此扩散系数将——————（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定）；当系统中组分 B 的分子量增加时，此扩散系数将——————（A 增加B 减少 C 不变 D 不定）。 A B B 28、在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量成比例同 时增加，则： 气体出口组成y 2 为（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定） 液体出口组成x 1 为（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定） 回收率将（A 增加 B 减少 C 不变 D 不定） A B B 29、对解吸因数 A 1＝0.6的系统进行逆流吸收，相平衡关系y ＝mx ，当塔高为无穷大时，若 系统压力减小一倍，而气液摩尔流量与进口组成均不变，则此时气体入口组成y 1将__________ y e 。 A 大于 B 小于 C 等于 D 不确定 C 30、对常压操作的低浓度吸收糸统，当糸统总压在较小范围内增加时，亨利糸数E 将（ ），相平衡常数将（ ），溶液解糸数H 将（ ）。 A 增加 B 降低 C 不变 D 不确定 C B C 31、操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（ ）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气 体浓度，则吸收率将（ ）。 A 增大 B 降低 C 不变 D 不确定 A C 32、低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相总传质单元高度将（ ）；气相 总传质单元数将（ ）。 A 增加 B 减少 C 不变 D 不确定； A B 33、“液膜控制”吸收过程的条件是（） A 易溶气体，气膜阻力可忽略 B 难溶气体，气膜阻力可忽略 C 易溶气体，液膜阻力可忽略 D 难溶气体，液膜阻力可忽略 B 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。 A OG 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.0.005 3.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 G Hk 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 L k 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. 30 B.31 C. 32 D. 34 7.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___ 蒸馏 5、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h ，组成为0.3（二硫化碳质量分数），要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔质量和摩尔分数表示。 解：全塔物料衡算（质量分数表示） W D F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得：F=4000，x F =0.3，x W =0.5，88.0%100=?=F D D Fx Dx η代入上式得 故 943.01120 3.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=??===-===??D Fx x h kg D h kg W W F D D η 下面用摩尔分数表示 h kmol x D /36.14760.9741120D 974.0154/057.076/943.076/943.0=?==+= 18 6 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇0.4与水0.6（均为摩尔分数）溶液，试求以下各种进料状况下的q 值。（1）进料温度为40℃（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料 （1） 查得甲醇汽化潜热1150kJ/kg ，水的汽化热为2300 kJ/kg ，故平均汽化热为： kg /kJ 27.167618 6.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =?+???+?+???= 由题中数据可得x=0.4时，溶液泡点温度为75.3℃，则平均温度为： 65.572403.75=+= m t ℃ 查平均温度下甲醇比热为65kJ/kg·K 溶液平均比热为 K kg kJ ?=?+???+?+???=/35.318 6.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得： 07.127 .167627.1676)403.75(35.3=+-?=+?=r r t c q p 郑州大学 全日制博士学位研究生培养方案 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 培养单位名称：化工与能源学院 郑州大学研究生院 2013年6月8 日 郑州大学化工与能源学院 全日制博士学位研究生培养方案 一、学科名称、代码 学科名称：化工过程机械 学科代码：080706 二、专业简介 化工过程机械学科属于动力工程及工程热物理一级学科，面向化工、石油化工、炼油与天然气加工、轻工、核电与火电、冶金、环境工程、食品及制药等流程工业，以机械、过程、控制一体化的连续复杂系统为研究对象，主要研究流程工业中处理气、液和粉体等物质所必需的高效、节能、安全、环保的设备和机器及其关键技术。本学科是一个专业面广，为国民经济多个行业服务的涵盖机械、化工、控制、信息、材料和力学等多个学科的交叉型学科。其主要理论基础是固体力学、流体力学、热力学、传热学、传质学、化工过程原理和控制理论等学科。本学科与其一级学科中的其它二级学科有着相同的学科基础和内在联系，并和其它一级学科如机械工程、化学工程与技术、食品科学与工程、材料科学与工程、环境科学与工程等学科相互交叉与渗透。本学科所对应的本科专业为过程装备与控制工程。 郑州大学化工过程机械2005年获得博士学位授予权。 目前该学科拥有过程传热与节能河南省重点实验室、换热设备河南省工程实验室、工业节能技术与装备河南省高校工程技术研究中心、生态化工河南省高校工程技术研究中心等科研平台基地。近几年本学科主持承担或完成了许多国家级和省部级科研项目以及中石化、 河南煤业化工集团、中国平煤神马集团等大型企业相关课题，取得了突出成绩，获得了国家科技进步二等奖2项、国家科技进步三等奖2项以及20多项省部级科技成果奖。经过多年的建设与发展，目前该学科具有国家教学名师1名，学科已经形成了一支年龄、学历、职称结构合理，研究力量雄厚，充满朝气与创新精神的“学科带头人＋创新团队”的学科队伍。学科的科研环境、科研条件和人才培养条件优越，学科管理规范，为博士研究生的培养提供了良好的环境和条件。 三、培养目标 博士研究生必须认真学习掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观；热爱祖国，品行端正，具有严谨求实的科学态度、勇于创新的工作作风和良好的科研道德；身心健康。 博士研究生应掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；了解本学科有关研究领域国内外的学术现状和发展趋势；熟练掌握本学科的现代实验方法和技能；掌握科学研究的基本技能和方法；具有独立从事高水平科学研究的能力，并能够做出具有创造性的成果；至少熟练掌握一门外国语；达到《中华人民共和国学位条例》规定的博士学位学术水平。 四、修业年限 博士研究生的基本学制为以 4 年为基础的弹性学制。硕博连读研究生的基本学制为6 年（含硕士阶段2 年）。博士研究生申请学位最长年限为8 年，即自研究生入学之日起到校学位委员会讨论通过其学位论文的时间为8 年。 五、专业与研究方向 研究方向为： 吸收 一填空 (1) 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/m2·h，气相传质总K y=1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i应为?0.01????。平衡关系y=0.5x。 (2) 逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在塔底达到平衡。 (3) 在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数N OG增加。 (4) 板式塔的类型有；板式塔从总体上看汽液两相呈逆流接触，在板上汽液两相呈错流接触。 (5) 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3，当水泵发生故障使上水量减少时，气相总传质单元数NOG (增加）（增加，减少）。 (6) 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，吸收操作中温度不变，压力增加，可使相平衡常数???减小?（增大、减小、不变），传质推动力??增大?（增大、减小、不变），亨利系数??不变（增大、减小、不变）。 (7) 易溶气体溶液上方的分压（小），难溶气体溶液上方的分压（大) ，只要组份在气相中的分压(大于）液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 (8) 压力（减小),温度( 升高）,将有利于解吸的进行；吸收因素(A= L/mV ) ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔（顶）达到平衡。 (9) 在逆流吸收塔操作时，物系为低浓度气膜控制系统，如其它操作条件不变，而气液流量按比例同步减少,则此时气体出口组成y2将 (减小），液体出口组成将（增大），回收率将。 (10) 当塔板中（气液两相达到平衡状态)，该塔板称为理论板。 (11) 吸收过程的传质速率方程N A=K G( )=k y( )。 (12) 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则塔的H OG将不变，N OG将增大。 (13)吸收因数A可表示为 mV/L，它在X–Y图上的几何意义是平衡线斜率与操作线斜率之比。 (14)亨利定律的表达式为；亨利系数E的单位为 kPa 。 (15) 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k y a=2× 10-4kmol/m3.s, k x a=0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程为（气膜阻力控制）及气膜阻力占总阻力的百分数分别为 99.95% ；该气体为易溶气体。 二选择 1.根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2.单向扩散中飘流因子 A 。 设备内的绝对压强P 绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P 表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/? 的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面上方为常压。在 罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距 罐底 800 mm ，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉 材料的工作应力取为39.23×106 Pa k 问至少需要几个 螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P 油 ≤ σ螺 解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762=150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n ,P 油 ≤ σ螺 得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R 1 = 400 mm ， R 2 = 50 mm ，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3 = 50 mm 。试求A ﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差 计，a –a ′为等压面，对于左边的压差计，b –b ′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本 方程求解。 解：设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示 a –a ′处 P A + ρg gh 1 = ρ水gR 3 + ρ水银ɡR 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 化工原理带答案 This manuscript was revised on November 28, 2020 第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（ B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（ B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加 压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为 （ D ）mmHg。 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为 （ B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压 8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读 数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（ A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（ A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变 word可编辑，欢迎下载使用！ 1. 吸收塔的填料高度计算中，N OG反映吸收的难易程度。 2.在气体流量、气相进出口组成和液相进出口组成不变条件下，若减少吸收剂用量，则 操作线将靠近平衡线，传质推动力将减小，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，意味着完成吸收任务需要的填料高度为无穷高。 3.精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数减小增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热 蒸汽消耗量增大（增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量增大（增大、减小）。 4.在精馏塔设计中，进料温度越高，进料状态参数q越小，完成相同的生产任务需 要的理论板数越多，塔底再沸器的热负荷越小。 5要分离乙醇-水共沸物，用恒沸精馏，所加入的第三组分为苯塔底的产物为无水乙醇。 6.在常压操作中，x A=0.2(摩尔分数，下同)的溶液与y A=0.15的气体接触，已知m=2.0，此时 将发生解析过程。 7.操作中的精馏塔，如果进料状态为泡点进料，进料组成为含轻组分0.4（摩尔分数）则 q线方程为：x=0.4 。 8.某二元混合物，进料量为100kmol/h，x F=0.6，要求塔顶产量为60 kmol/h，则塔顶组成 x D最大为100% 。 9.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为Y=2X，入塔Y1=0.09，液气比（q n,l/q n,v） =3，则出塔气体浓度最低可降至0 ，若采用（q n,l/q n,v）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至0.225 。 10.提馏塔的进料是在塔顶，与精馏塔相比只有提馏段。 11.吸收速率方程中，K Y是以Y- Y* 为推动力的气相总吸收系数，其单位是 kmol/m2 s 推动力。 1.在精馏操作中，进料温度不同，会影响_____B______。 A.塔顶冷凝器热负荷 B. 塔底再沸器热负荷 C. 两者都影响 2.某含乙醇12.5%（质量分数）的乙醇水溶液，其所含乙醇的摩尔比为（B ）。 B .0.0559 C 0.0502 3. 填料塔的正常操作区域为 A 。 A.载液区 B .液泛区 C 恒持液量区 D 任何区域 4.某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为y A=0.4，相应的露点组成为t2，则 D 。 A t1=t2 B t1 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3 × 103 Pa, 试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7 × 103 Pa 。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强 P = 98.7 ×10 3 Pa -13.3 × 10 3 Pa 绝 =8.54 × 103 Pa 设备内的表压强P 表 = - 真空度 = - 13.3 × 103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960 ㎏ / ? 的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用 14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23 × 106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P 油≤ σ螺 解： P螺 = ρ gh× A = 960 ×9.81 × (9.6-0.8) × 3.14 × 0.76 2 150.307 × 103 N σ螺 = 39.03 × 10 3× 3.14 × 0.014 2× n P油≤ σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要 7个螺钉 3 ．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得 R = 400 mm ，R 2 = 50 mm ，指示液为水 1 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3 = 50 mm 。试求 A﹑ B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则， 对于右边的Ｕ管压差计， a – a ′ 为等压面， 对于左边的压差计， b – b ′ 为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρ g ，其他数据如图所示 a – a ′ 处 P A + ρ g gh 1 = ρ 水gR 3 + ρ 水银 ɡR 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 A × 10 3 × 9.81 × 0.05 + 13.6 3 × 0.05 即： P = 1.0 × 10 × 9.81 = 7.16 × 103 Pa b-b ′ 处 P B + ρ gh = P A + ρ gh + ρ gR g 3 g2 水银1 P B = 13.6 × 103× 9.81 ×0.4 + 7.16 × 103 =6.05 × 10 3 Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离 H = 1m ， U 管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为 820Kg ／ ? 。试求当 压差计读数 R=68mm 时，相界面与油层的吹气管 出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中 1－ 1′和4－ 4′为 等压面， 2－ 2′和3－ 3′为等压面，且 1－ 1′和2－2′的压强相等。 根据静力学基本方程列出一 个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高 h 在 1－ 1′与2－ 2′截面之间 P 1 = P 2 + ρ水银 gR ∵ P = P 4 ， P = P 3 1 2 且 P 3 = ρ 煤油 g h ， P 4 = ρ 水 g （ H-h ） + ρ 煤油 g （h + h ） 联立这几个方程得到 ρ 水银 gR = ρ 水g （ H-h ） + ρ 煤油 g （ h + h ） - ρ煤油 g h 即 ρ 水银 gR = ρ水 gH + ρ 煤油 gh - ρ 水 gh 带入数据 1.0 3× 103× 1 - 13.6 × 103× 0.068 = h(1.0 × 103-0.82 ×103) ｈ = 0.418 ｍ 3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 新乡学院2011 —2012学年度第一学期 《化工原理》期末试卷A卷 课程归属部门：化学与化工学院试卷适用范围：09化学工程与工艺（本科） 题号-一一-二二-三总分 得分 111 1 8.吸收过程中的总阻力可表示为恳仁臥，其中-表 示，当H 时（很大、很小），1 1可忽略，则该过程 Hk L 近似为控制。 9.在常压下，X A 0.2 （摩尔分数，下同）的溶液与y A0.15的气体接触，已知 得分—.评卷人一、填空（每题1分，共30 分） 1. 吸收操作是依据_________________________________ ，以达到分离均相 气体混合物的目的。 2. 干燥速率曲线包括：恒速干燥阶段和___________ 阶段。在恒速干燥阶段，物料 的表面温度等于空气的__________ 温度，所干燥的水分为___________ 水分。 3. 二元理想物系精馏塔设计，若q n,F、X F、X D、X W、一定，将饱和液体进料改为 饱和蒸汽进料，则最小回流比___________ ，若在相同回流比下，所需的理论板 数_______ ，塔釜热负荷________ ，塔顶冷凝器热负荷_________ 。 4. 已知精馏段操作线方程 ______________ y=0.75x+0.2,则操作回流比R ，馏出液组成 X D=_____ ;提馏段操作线方程y 1.3x 0.021，则x w= . m 2，此时将发生_________ 。 10. 在分离乙醇和水恒沸物时，通常采用________ 精馏，加入的第三组分____ ， 无水乙醇从塔 ____ （顶、底）引出。 11. 塔的负荷性能图中包括5条线，这5条线包围的区域表示________________ 。 12. 全回流操作时回流比R等于_________ ，精馏段操作线方程为 __________ 。 1 13.板式塔漏液的原因是______________ ，溢流堰的作用__________________ 。 14当空气相对湿度巾=98%寸.则空气的湿球温度t w、干球温度t、露点温度t d 之间的关系为 ____________________ 。 15.某两组份混合物的平均相对挥发度 2.0，在全回流下，从塔顶往下数对第 得分评卷人 选择题（每题2分，共30分） 5. 若x*-x近似等于X i - X，则该过程为_____________ 控制。 6. 用纯溶剂逆流吸收，已知q n,i /q n,v =m,回收率为0.9，则传质单元数 N D=_______ 。 7. 蒸馏在化工生产中常用于分离均相_____________ 混合物，其分离的依据是根据_____________________ 。1. 在恒定干燥条件下将含水20%（干基，下同）的湿物料进行干燥，开始时 干燥速度恒定，当干燥至含水量为5%寸，干燥速度开始下降，再继续干燥至物料衡重，并设法测得此时物料含水量为0.05%，则物料的临界含水量为（），平衡含水量（）。 （A）5% （B）20% （C）0.05% （D）4.95% 化工原理作业答案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】 Pa ，乙地区的平均大气压力为 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地 区 操 作 时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为? Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为? Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。 解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得 19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管， 总长 为35 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率 为，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073 kg/m 3，黏度为? Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm 。） 解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面2-2，间列机械能衡算方程，以截面1-1，为基准水平面，得 22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ +++=+++∑ （1） 式中 z 1=0，z 2=17 m ，u b1≈0 p 1=×103 Pa (表)，p 2=0 (表) 将以上数据代入式（1），并整理得 第3章非均相物系分离 一、选择题 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，如粘度降低20%，则在同一时刻滤液增加（）。A、11.8%；B、9.54%; C、20%; D、44% 板框式压滤机由板与滤框构成，板又分为过滤板和洗涤板，为了便于区别，在板与框的边上设有小钮标志，过滤板以一钮为记号，洗涤板以三钮为记号，而滤框以二钮为记号，组装板框压滤机时，正确的钮数排列是（）. A、1—2—3—2—1 B、1—3—2—2—1 C、1—2—2—3—1 D、1—3—2—1—2 与沉降相比，过滤操作使悬浮液的分离更加（）。 A、迅速、彻底 B、缓慢、彻底 C、迅速、不彻底 D、缓慢、不彻底 多层隔板降尘室的生产能力跟下列哪个因素无关（）。 A、高度 B、宽度 C、长度 D、沉降速度 降尘室的生产能力（）。 A、与沉降面积A和沉降速度ut有关 B、与沉降面积A、沉降速度ut和沉降室高度H有关 C、只与沉降面积A有关 D、只与沉降速度ut有关 现采用一降尘室处理含尘气体，颗粒沉降处于滞流区，当其它条件都相同时，比较降尘室处理200℃与20℃的含尘气体的生产能力V的大小（）。 A、V200℃>V20℃ B、V200℃＝V20℃ C、V200℃ 判断 有效的过滤操作是（）。 A、刚开始过滤时 B、过滤介质上形成滤饼层后 C、过滤介质上形成比较厚的滤渣层 D、加了助滤剂后 当固体粒子沉降时，在层流情况下，Re ＝１，其ζ为（）。 A、64/Re B、24/Re C、0.44 D、1 含尘气体通过降尘室的时间是t，最小固体颗粒的沉降时间是t 0，为使固体颗粒都能沉降下来，必须（）： A、t 化工原理第四版思考题答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降，经历哪两个阶段？何谓固体颗粒在流体中的沉降速度？沉降速度受那些因素的影响？ 答：1、加速阶段和匀速阶段；2、颗粒手里平衡时，匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。（93页3-11式） 3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影响? 答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒，其分离条件是什么？ 答：停留时间>=沉降时间（t u u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径？何谓临界沉降速度？ 答：能 100%除去的最小粒径；临界颗粒的沉降速度。 3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系？ 答：成正比 WL V · u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。 答：成反比 3-12 何谓离心分离因数？提高离心分离因数的途径有哪些？ 答：离心分离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；提高角速度，半径（增大转速） 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同？ 答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 3-15 要提高过滤速率，可以采取哪些措施？ 答：过滤速率方程 () e d d V V P A V +?=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里？ 答： 3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关？ 答：μγυP K ?=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。 第四章 传热 4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？ 答：三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。 ①热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。 在固体、液体和气体中都可以发生。 ②对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。③热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。 4-2 傅立叶定律中的负号表示什么意思？ 答：热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。 4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？ 答：一般固体>液体>气体 第一章流体力学 1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。 A. 表压＝绝对压-大气压 B. 表压＝大气压-绝对压 C. 表压＝绝对压+真空度 2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。 A. 绝对压 B. 表压 C. 真空度 D. 大气压 3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。 A.真空度 B.表压强 C.绝对压强 D.附加压强 4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压 D. 无法确定 5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。 A. 80 B. －80 C. 21.3 D.181.3 6.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。 A.500 B.1250 C.1150 D.1900 7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。 A. 1个工程大气压 B. 2个工程大气压 C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压 8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。那么塔顶处水的压强（A ）。 A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ） A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等 10.液体的液封高度的确定是根据( C ). A.连续性方程 B.物料衡算式 C.静力学方程 D.牛顿黏性定律 11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差 （ρ指-ρ）的值（ B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变，不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 D. 既随时间变，也随位置变 13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（ B ）流量都相等。 A. 体积 B. 质量 C. 体积和质量 D.摩尔 菏泽学院 2014-2015学年二学期化工原理期末考试试卷(A卷) 班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________ 题目部分，(卷面共有36题,95分,各大题标有题量和总分) 一、判断题(15小题,共15分) 1． 在进行吸收操作时，在塔内任一截面上，吸收质在气相中的分压总是高于其接触的液相平衡分压，( )所以在y-x图上，吸收操作线的位置总是位于平衡线的上方。( ) 2． 吸收过程中，当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少，此时推动力也最小。( ) 3． 计算填料吸收塔时，其N的含意是传质单元高度。( ) 4． 泛点气速是填料吸收塔空塔速度的上限。( ) 5． 若精馏段操作线方程y=0.75x+0.3，这绝不可能。( ) 6． 对于二元理想溶液，轻组分含量越高，则泡点越低。( ) 7． 精馏塔各板的效率均为50％时，全塔效率必定也是50％。( ) 8． 回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。( ) 根据恒摩尔流假设，精馏塔内气、液两相的摩尔流量一定相等。( ) 10． 在精馏塔内任意1块理论板，其气相露点大于液相的泡点。( ) 11． 在相同的外压及温度下，沸点越低的物质容易挥发。( ) 12． 气液两相在筛板塔的接触方式有鼓泡、泡沫和喷射三种接触状态，由于鼓泡状态气液接触面积小，所以工业上一般使用泡沫和喷射接触状态。( ) 13． 填料的等板高度HETP以大为好，HETP越大，分离越完善。( ) 14． 以最少量溶剂进行单级萃取计算，可以获得最大溶质浓度的萃取相和萃取液。( ) 15． 萃取是利用原料液中各组分的密度差异来进行分离液体混合物的。( ) 二、填空题(7小题,共15分) 1． 填料塔的等板高度(HETP)是指________。 2． 精馏操作的依据是，实现精馏操作的必要条件包 括和。 3． 负荷性能图有条线，分别 是、、、和 。 4． 第二章 流体输送机械 ２－1 流体输送机械有何作用? 答:提高流体的位能、静压能、流速,克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体？ 答:离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚)； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么? １、流量q v ： 单位时间内泵所输送到液体体积,ｍ３/s, m ３/min, m 3/h.。 2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/Ｎ,ｍ 3、功率与效率: 轴功率Ｐ:泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率Ｐe ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条?其曲线的形状是什么样子?离心泵启动时,为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、Ｐ、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头Ｈ一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小,随流量的增大而上升。 η与ｑv 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳工况参数。 ３、关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 ２-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响? 答:１、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程 得:f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变,因而当被输送液体密度发生变化时,Ｈ-Q 与η－Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时,泵内液体的能量损失增大,导致泵的流量、扬程减小，效率下降,但轴功率增加,泵的特性曲线均发生变化。 2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化? 第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力化工原理(下)期末考试试卷
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