化工原理-第9章-0
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目 录第0章 绪 论0.1 复习笔记0.2 课后习题详解0.3 名校考研真题详解第1章 流体流动1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 流体输送机械2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 非均相物系的分离和固体流态化3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 传 热4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 蒸 发5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 蒸 馏6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 吸 收7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 蒸馏和吸收塔设备8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 液-液萃取9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 干 燥10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 结晶和膜分离11.1 复习笔记11.2 名校考研真题详解第0章 绪 论0.1 复习笔记一、化工原理课程的性质和基本内容1.课程的基本内容(1)单元操作根据各单元操作所遵循的基本规律,将其划分为如下几种类型:①遵循流体动力学基本规律的单元操作,包括流体输送、沉降、过滤、物料混合(搅拌)等。
②遵循热量传递基本规律的单元操作,包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。
③遵循质量传递基本规律的单元操作,包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。
④同时遵循热质传递规律的单元操作,包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。
从本质上讲,所有的单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这3种传递过程或它们的结合。
(2)化工原理的基本内容化工原理的基本内容就是阐述各单元操作的基本原理、过程计算及典型设备。
2.课程的研究方法(1)实验研究方法(经验法);(2)数学模型法(半经验半理论方法)。
第9章 精馏 典型例题例1:逐板法求理论板的基本思想有一常压连续操作的精馏塔用来分离苯-甲苯混合液,塔顶设有一平衡分凝器,自塔顶逸出的蒸汽经分凝器后,液相摩尔数为汽相摩尔数的二倍,所得液相全部在泡点下回流于塔,所得汽相经全凝器冷凝后作为产品。
已知产品中含苯0.95(摩尔分率),苯对甲苯的相对挥发度可取为2.5 。
试计算从塔顶向下数第二块理论板的上升蒸汽组成。
解: 884.095.05.15.295.05.115.20000=⨯-=→=+=x x x x y DR=L/D=2905.03/95.0884.0323/95.032:11=+⨯=+=+y x y n n 精馏段方程845.03/95.0793.032793.0905.05.15.2905.05.15.22111=+⨯==⨯-=-=y y y x例2:板数较少塔的操作型计算拟用一 3 块理论板的(含塔釜)的精馏塔分离含苯50%(摩尔分率,下同)的苯-氯苯混合物。
处理量F=100 Kmol/h ,要求 D=45 Kmol/h 且 x D >84%。
若精馏条件为:回流比R=1 ,泡点进料,加料位置在第二块理论板,α=4.10 ,问能否完成上述分离任务? 解:W=55kmol/h精馏段操作线方程:y n+1=0.5x n +0.42提馏段的操作线方程:Fq D R Wx x F q D R qFRD y w )1()1()1()1(--+---++=将相关数据代入得提馏段操作线方程:134.061.1-=x y 逐板计算:y 1=x D =0.84y 2=0.5×0.56+0.42=0.7057.0134.036.061.13=-⨯=y.22.05584.04550=⨯-=-=WDx Fx x Df w ()56.084.01.31.484.01111=⨯-=--=y y x αα36.07.01.31.470.02=⨯-=x22.024.057.01.31.457.03≥=⨯-=x所以不能完成任务。
研究生入学考试《化工原理》参考书及考试大纲参考书:1. 杨同舟,于殿宇主编,食品工程原理中国农业出版社,2011年2月第2版;2. 王志祥主编,制药化工原理,化学工业出版社,2014年9月第2版考试大纲:第0章引论0-1 化工原理的研究内容(了解)0-2 物料衡算和能量衡算(掌握)第一章流体流动第一节流体静力学原理(熟悉)1-1 流体密度和压力1-2 流体静力学基本方程式(掌握)第二节管内流体流动的基本规律(掌握)1-3 管内流动的连续性方程1-4 柏努利方程第三节流体流动现象(熟悉)1-5 流体的黏度1-6 流体流动型态1-7 流体在圆管内速度分布第四节流体流动的阻力(熟悉)1-8 管内流体流动的直管阻力1-9 管内流体流动的局部阻力第五节管路计算(掌握)1-10简单管路1-11 复杂管路第六节流量测定(了解)1-12 测速管和流量计第二章流体输送第一节离心泵(掌握)2-1离心泵的结构原理2-2 离心泵的性能2-3 离心泵的安装高度和工作点2-4 离心泵的类型和选用第二节其它类型泵(了解)2-5 往复泵2-6 旋转泵第三节风机(了解)2-7 通风机和鼓风机第三章粉碎与混合第一节粉碎(了解)3-1 粉碎的基本概念3-2 粉碎设备第二节筛分(熟悉)3-3 筛分和筛析3-4 筛分设备第三节混合(掌握)3-5 混合的基本理论3-6 液体的搅拌混合3-7乳化3-8 浆体的混合及塑性固体的捏合3-9 固体的混合第四章沉降与过滤第一节重力沉降(熟悉)4-1 颗粒在流体中的运动4-2 悬浮液的重力沉降4-3 气溶胶的重力沉降第二节过滤(掌握)4-4 过滤的基本概念4-5 过滤的基本理论4-6 过滤设备第三节离心分离(掌握)4-7 离心分离原理4-8 过滤式离心机4-9 沉降式离心机4-10 分离式离心机4-11 旋风分离器第五章传热第一节概述(理解)第二节热传导(掌握)第三节对流传热(掌握)第四节传热计算(掌握)第五节换热器(理解)第六章蒸发第一节蒸发概述(了解)6-1 食品物料蒸发6-2 蒸发的操作方法第二节蒸发器(熟悉)6-3 蒸发器6-4 蒸发的辅助设备第三节单效蒸发(掌握)6-5 蒸发器的换热误差6-6 单效蒸发的计算第四节多效蒸发(了解)6-7 多效蒸发流程和温差分配6-8 多效蒸发的计算第七章干燥第一节干燥的基本原理(掌握)7-1 干燥的目的和方法7-2 湿物料中的水分7-3 干燥静力学7-4干燥动力学第二节干燥设备(熟悉)7-5 对流干燥设备7-6其它干燥设备第三节喷雾干燥(熟悉)7-7 喷雾干燥原理及应用7-8 喷雾干燥设备第八章萃取第一节液-液萃取(熟悉)10-1 液-液萃取的基本原理10-2 液-液萃取过程第二节浸取(了解)10-3 浸取的基本原理10-4 浸取流程和设备10-5 多级逆流浸取级数的计算第三节超临界流体萃取(熟悉)10-6 超临界流体萃取的基本原理10-7 超临界流体萃取在食品、药品工业中的应用第九章膜分离第一节膜及膜分离器(熟悉)11-1 分离膜11-2 膜分离器第二节反渗透和超滤(熟悉)11-3 反渗透的基本原理11-4 反渗透的实际过程11-5 超滤和微孔过滤11-6 超滤和反渗透在食品工业中的应用第三节电渗析(了解)11-7 电渗析的基本原理和概念11-8 电渗析装置系统计算题主要在第一、二和第五章。
第九章 习题相平衡1. 总压为101.3kPa 下,用苯、甲苯的安托因方程(见例9-1),求(1)温度为108℃及81℃时,苯对甲苯的相对挥发度;(2)用上述计算的相对挥发度的平均值αm ,计算苯-甲苯的汽液平衡数据,并与书末附表所列的实验值作比较(列表)。
2. 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系,纯组分的蒸汽压为:t P A +−=206.213225.142408240.6log 0 乙苯tP B +−=43.20958.144508232.6log 0苯乙烯式中P 0的单位是kPa ,t 为℃。
试求:(1)塔顶总压为8kPa 时,组成为0.595(乙苯的摩尔分率)的蒸汽的温度。
(2)与上述汽相成平衡的液相组成。
3.乙苯、苯乙烯精馏塔中部某一块塔板上总压为13.6kPa ,液体组成为0.144(乙苯的摩尔分率)试求:(1) 板上液体的温度;(2) 与此液体成平衡的汽相组成。
4.总压为303.9kPa (绝对)下,含丁烷0.80、戊烷0.20(摩尔分率)的混合蒸汽冷凝至40℃,所得的液、汽两相成平衡。
求液相和汽相数量(摩尔)之比。
已知丁烷(A )和戊烷(B )的混合物是理想物系,40℃下纯组分的饱和蒸汽压为:P A 0=373.3kPa ;P B 0=117.1kPa 。
5.某二元混合液100kmol ,其中含易挥发组分0.40。
在总压101.3kPa 下作简单精馏。
最终所得的液相产物中,易挥发物为0.30(均为摩尔分率)。
试求:(1) 所得汽相产物的数量和平均组成;(2) 如改为平衡蒸馏,所得汽相产物的数量和组成。
已知物系的相对挥发度为α=3.0。
物料衡算、热量衡算及操作线方程6.某混合液含易挥发组分0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔。
塔顶馏出液组成为0.95,釜液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分率)。
试求:(1) 塔顶产品的采出率D/F ;(2) 采用回流比R=2时,精馏段的液汽比L/V 及提馏段的汽液比L /V;(3) 采用R=4时,求L/V 及V L /。