化工原理答案
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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)WD F Wx Dx Fx W D F +=+= 由题意得:F=4000,x F =0.3,x W =0.5,88.0%100=⨯=FD D Fx Dx η代入上式得 故 943.011203.0400088.0/112028804000/288005.03.0400012.0=⨯⨯===-===⨯⨯D Fx x hkg D hkg W WF 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 27.1676186.0324.01823006.0186.0324.03211504.0r =⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯= 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 ∙=⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=/35.3186.0324.01818.46.0186.0324.03265.24.0cp 最后由热状态参数q 定义得:07.127.167627.1676)403.75(35.3=+-⨯=+∆=r rt c q p(2) 泡点进料q=1(3) 饱和蒸汽进料q=07 对于习题6中的溶液,若原料液流量为100kmol/h ,馏出液组成为0.95,釜液组成为0.04(摩尔分数),回流比为2.5,试求产品流量,精馏段下降液体流量和提馏段上升蒸气流量。
3.在大气压力为的地区,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=,R=。
试计算容器中液面上方的表压。
解:kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+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×。
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)5068(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’~2-2’间列柏努力方程:简化: g W u H f /)21(22∑+=1-14.附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统,丙烯由贮槽回流至塔顶。
丙烯贮槽液面恒定,其液面上方的压力为(表压),精馏塔内操作压力为(表压)。
塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ,管内径为140mm ,丙烯密度为600kg/m 3。
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. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.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.500B.1250C.1150D.19007.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 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.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(P指-P)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。
化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量,(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。
(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。
(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。
(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。
2. 一种化合物的分子式为C6H12O6,其摩尔质量为180 g/mol,请问这种化合物的分子量是多少?这种化合物的分子量就是其摩尔质量,即180 g/mol。
3. 在一次化学反应中,反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应,如果A的摩尔质量为20 g/mol,B的摩尔质量为30 g/mol,C的摩尔质量为40 g/mol,D的摩尔质量为50 g/mol。
请问,如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应,求反应后C和D的质量各是多少?根据化学方程式2A + 3B → C + D,A和B的物质的摩尔比为2:3,因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。
根据摩尔数的比例,C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol,所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。
4. 请问在下列反应中,哪些是氧化还原反应?(1) 2Mg + O2 → 2MgO。
(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。
(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。
(3) 和(4)是氧化还原反应。
在(3)中,Zn被HCl氧化生成ZnCl2,同时HCl被还原生成H2。
在(4)中,Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2,同时AgNO3被还原生成Ag。
5. 请问下列哪些是双原子分子?H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。
化工原理习题答案问题一:质量守恒及干燥问题问题描述:一种含有30%水分的湿煤经过加热后,其水分含量降低到15%。
问:为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%,需要排除多少千克水分?解答:根据质量守恒原则,该问题可以通过计算质量的变化来求解。
设湿煤的初始质量为m1,水分含量为w1,加热后的质量为m2,水分含量为w2。
根据题意可得到以下关系:m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系: w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算,可得到: 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得:m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算: m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此,需要排除150千克水分。
问题二:能量守恒问题问题描述:一个装有100升水的水箱,水温为20°C。
向该水箱中加热10000千卡的热量,水温升高到40°C。
问:热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度?解答:根据能量守恒原理,可以通过计算热量的变化来求解。
热量的变化可表示为:Q = mcΔT其中,Q为热量的变化量,m为物体的质量,c为物体的比热容,ΔT为温度的变化。
根据题意可得到以下关系: Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT:10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此,热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。
化工原理课后答案
1. 甲烷的氧化反应方程式为:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。
2. 水的沸腾是因为液态水的分子具有一定的热运动能量,在特定的温度和压力下,水中的分子能克服水的表面张力,从而从液相转变为气相。
3. 化学反应速率可以通过测量反应物浓度的变化来确定。
一般情况下,反应速率与反应物浓度之间存在正比关系,即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。
4. 标准气体体积的计量单位是摩尔,即每个摩尔的气体占据的体积为标准状况下的体积。
5. 配比是指化学反应中不同反应物之间的摩尔比例关系。
化学方程式中的系数即为反应物的配比关系。
6. 溶液的浓度可以通过溶质的质量或体积与溶液总质量或总体积的比例来计算得到。
常见的浓度单位包括摩尔浓度、质量浓度和体积浓度等。
7. 反应的热力学变化可以通过反应物和产物之间的化学键的形成和断裂来解释。
在化学反应中,反应物中的化学键断裂需要吸收能量,而产物中的化学键形成释放能量。
8. 氧化还原反应是指化学反应中电子的转移。
氧化剂接收电子,被还原;还原剂失去电子,被氧化。
9. 反应热是指在恒定压力下,化学反应发生时放出或吸收的能量。
反应热可通过测量反应物和产物的焓变来确定。
10. 反应平衡是指在特定的温度和压力下,反应物和产物之间的浓度或压力保持不变。
在平衡态下,反应物和产物之间的反应速率相等,且不再出现净反应。
1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B中的气体真空度为1.2×I04 Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力解:标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力P A= 101.325 +60=161.325 kPa容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解:进口绝对压力出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa[1-8] 如图所示,容器内贮有密度为1250kg/m的液体,液面高度为3.2m。
容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m及1m ,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。
试求: (1)压差计读数(指示液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解:容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压)液体密度,指示液密度(1)压差计读数R=?在等压面上(2)[1-16]在图所示的水平管路中,水的流量为2.5L/s。
已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ,液柱高度h=lm 。
若忽略压头损失,试计算收缩截面2处的静压头。
解:水的体积流量截面1处的流速截面2 处的流速在截面l 与2 之间列伯努利方程,忽略能量损失。
截面2 处的静压头水柱负值表示该处表压为负值,处于真空状态。
[1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。
泵的吸入管为¢32mmX 2.5mm ,管的下端位于水面以下2m ,并装有底阀与拦污网,该处的局部压头损失为。
若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。
第七章 吸收1,解:(1)008.0=*y 1047.018100017101710=+=x (2)KPa P 9.301= H,E 不变,则2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m (3)0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 2,解:09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断3,解:HCl 在空气中的扩散系数需估算。
现atm P 1=,,293k T =故()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4,解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧,A 和B 表示氨和空气()24.986.1002.9621m kN P BM =+=代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5,解:查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80,s cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=,02=P时间s NA M t 21693.041025.718224=⨯⨯⨯==-π 6,解:画图7,解:塔低:6110315-⨯=y s m kg G 234.0=' 塔顶:621031-⨯=y 02=x2.5N 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH g =⨯ 2.5N 的NaOH 液的比重=1.1液体的平均分子量:通过塔的物料衡算,得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21如果NaOH 溶液相当浓,可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略,即气相阻力控制传递过程。
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 Pa2.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 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉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Δh在1-1´与2-2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4,P2 = P3且P3= ρ煤油gΔh , P4 = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)h= 0.418m6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数,计算管路中气体的表压强p。
化工原理复习资料一、选择题1、两种不同的流体在进行热交换时,在各种流向中,传热温度差最大的是(②)①并流②逆流③错流④折流2、描述对流传热过程的基本规律是…………………………………………(③)①牛顿粘性定律②傅立叶定律③牛顿冷却定律④费克定律3、稳定传热是指传热系统内各点的温度……………………………………(②)①既随时间而变,又随位置而变②只随位置而变,但不随时间而变③只随时间而变,但不随位置而变④既不随时间而变,又不随位置而变4、表示流体的物理性质对传热膜系数系数的影响的准数是………………(③)①努塞尔特准数②雷诺准数③普兰朗特准数④格拉斯霍夫准数5、下列材料中导热系数最小的物质应是……………………………………(③)①金属②建筑材料③气体④水6、总传热速率公式Q=KSΔtm中,Δtm的物理意义是…………………………(②)①器壁内外壁面的温度差②器壁两侧流体对数平均温度差③流体进出口的温度差④器壁与流体的温度差7、属于液液传质过程的单元操作是…………………………………………(②)①气体的吸收②液体的萃取③结晶④固体干燥8、液体中溶质的扩散系数与下列哪个因数无关……………………………(④)①物系的种类②温度③溶质的浓度④压力9、属于气固传质过程的单元操作是…………………………………………(①)①固体干燥②液体的萃取③结晶④气体的吸收10、混合物中某组分物质的量的与惰性组分物质的量的比值称为…………(④)①质量分数②质量比③摩尔分数④摩尔比11、混合气体中溶解度小的组分被称为………………………………………(①)①吸收质②惰性组分③吸收剂④溶12、描述分子扩散过程的基本规律是…………………………………………(④)①亨利定律②拉乌尔定律③傅立叶定律④费克定律13、属于散装(乱堆)填料的是…………………………………………………(③)①格栅填料②脉冲填料③鲍尔环④波纹填料14、在吸收操作中,吸收操作线总是位于平衡线的…………………………(①)①上方②左下方③重合线上④右下方15、通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时……………(④)①回收率趋向最高②吸收推动力趋向最大③操作最为经济④填料层高度趋向无穷大16、工业上最早使用的填料是…………………………………………………(①)①拉西环②阶梯环③鲍尔环④波纹填料17、在实际操作过程中,适宜的吸收剂用量为最小吸收剂用量的…………(③)①1.15~1.5倍②1.5~2倍③1.1~2.0倍④1.5~1.8倍18、下列温度与压强改变对吸收操作有利的是………………………………(①)①增大压强,降低温度②增大压强,提高温度③减小压强,降低温度④减小压强,提高温度19、在工业上所使用的下列填料中,性能最好是……………………………(④)①拉西环②阶梯环③鲍尔环④波纹填料20、蒸馏操作属于………………………………………………………………(④)①动量传递操作②热量传递操作③质量传递操作④热质传递操作21、要使液体混合物各组分得到较彻底的分离的操作方法是………………(②)①简单蒸馏②精馏③水蒸汽蒸馏④平衡蒸馏22、精馏塔进料时,若q=1,则表明进料状况为………………………………(②)①冷料②饱和液体③饱和蒸汽④气液混合料23、在二元混合液中,沸点低的组分称为……………………………………(③)①可挥发组分②不挥发组分③易挥发组分④难挥发组分24、液体部分汽化的结果是……………………………………………………(①)①汽相中轻组分的浓度变大②液相中轻组分的浓度变大③汽相中轻组分的浓度变小④液相中重组分的浓度变小25、最适宜回流比应取最小回流比的…………………………………………(②)①1.1~1.5倍②1.1~2.0倍③1.5~2.0倍④1.5~2.5倍26、精馏塔进料时,若q=0.6,则表明进料状况为……………………………(④)①冷液体②饱和液体③饱和蒸汽④气液混合料27、在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为……………………(①)①提馏段②精馏段③进料段④混合段二、判断题1、气体的导热系数,随温度的升高而减小……………………………………(✘)2、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大……………………………………(✔)3、在相同条件下,采用逆流操作比采用并流操作所需传热面积要小………(✔)4、定性温度是指流体进、出口温度的算术平均值……………………………(✔)5、稳定的圆筒壁传热过程,传热速率为常数…………………………………(✘)6、换热器内安装折流挡板是为了增大传热温度差……………………………(✘)7、板式塔属于逐级接触式设备…………………………………………………(✔)8、表面更新模型是最早提出的一种传质模型…………………………………(✘)9、在湍流中心内的传质主要为涡流扩散………………………………………(✔)10、“整体移动”使传质速率减小………………………………………………(✘)11、填料塔的正常操作应该是气体为分散相,液体为连续相…………………(✔)12、板式塔属于逐级接触式设备………………………………………………(✔)13、在层流内层内的传质主要为分子扩散……………………………………(✔)14、溶质渗透模型是最早提出的一种传质模型………………………………(✘)15、板式塔属于有外加能量式设备……………………………………………(✘)16、溶质从液相向气相传递,称为吸收过程……………………………………(✘)17、增大吸收剂的用量,操作线的斜率变小……………………………………(✘)18、鲍尔环的性能优于拉西环…………………………………………………(✔)19、增大吸收剂用量会减小设备费用…………………………………………(✔)20、亨利系数E值愈大,表示该气体的溶解度愈大……………………………(✘)21、减小吸收剂的用量,操作费用变大…………………………………………(✘)22、相平衡常数m值愈大,则表明该气体的溶解度愈小………………………(✔)23、阶梯环属于散装(乱堆)填料………………………………………………(✔)24、相对挥发度α值越大,则表示此混合液越难分离…………………………(✘)25、馏出液中的主要成分是轻组分……………………………………………(✔)26、当回流比增大时,所需塔板数减少…………………………………………(✔)27、蒸馏分离的依据是混合物中各组分的溶解度不同………………………(✘)28、精馏操作中,在塔顶可得到纯轻组分………………………………………(✘)29、简单蒸馏属于不稳定操作过程……………………………………………(✔)三、名词解释题1、热辐射——物体由于具有温度而辐射电磁波的现象2、传导传热——温度不同的物体直接接触,由于自由电子的运动或分子的运动而发生的热交换现象3、分子扩散——由于物质分子的热运动而产生的扩散4、平衡分离过程——借助分离媒介使均相混合系统变为两相体系,再以混合物中各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而实现分离5、壁流——填料塔中,液体在乱堆填料层中向下流动时,有偏向塔壁流动的现象6、涡流扩散——当流体流动或搅拌时,由于流体的宏观随机运动,使组分从高浓度向低浓度处移动的现象7、物质的量浓度——单位体积溶液中所含溶质的物质的量8、物理吸收——溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任何化学反应的吸收过程9、理论塔板——在其上气、液两相都充分混合,且传热和传质过程阻力均为0的理想化塔板10、吸收质——吸收过程中,所用于吸收气体混合物中某组分的液体称为吸收剂,被吸收的物质11、饱和蒸气压——一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强12、吸收尾气——利用能同尾气反应的某种溶液进行化学吸收13、相对挥发度——即溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比四、简答题1、简述折流和错流平均温度差的确定方法。
2、为何在热交换过程中要采用逆流操作?因为这是工艺要求,冷介质需要升温,而热介质需降温:同时,也是力学要求,加强对流减小阻力3、影响对流传热系数的因素有哪些?(1)对流运动成因和流动状态;(2)流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化);(3)传热表面的形状、尺寸和相对位置;(4)流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。
4、选择分离方法时应考虑的主要因素有哪些?最主要就是考虑能耗和经济,精馏塔的数目,流程复杂的能耗就比较高,再选择塔数相近的进行模拟比较,模拟出具体能耗进行比较,同时进行经济分析5、传质设备按所处理物系的相态可分为哪几类?气(汽)液传质设备;液液传质设备;气固传质设备;液固传质设备6、平衡分离过程分为哪几种类型?7、简述双模模型的基本要点。
(1)在相互接触的气液两相间存在一个稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的停滞膜,即“气膜”和“液膜”。
气液两相间的传质为通过两停滞膜的分子扩散(2)在气膜、液膜以外的气、液两相主体中,由于流体的强烈湍动,各处浓度均匀,无传质阻力。
(3)在气液相界面处,气液两相处于相平衡状态,无传质阻力。
8、与板式塔相比,填料塔有何特点?①流体阻力小,压降小②结构简单③常压和低压下,分离效率明显优于板式塔④易实现防腐措施9、简述性能优良的传质设备应满足的要求。
(1)单位体积中,两相的接触面积应尽可能大,两相分布均匀,避免或抑制短路及返混;(2)流体的通量大,单位设备体积的处理量大;(3)流动阻力小,运转时动力消耗低;(4)操作弹性大,对物料的适应性强;(5)结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行可靠安全10、为何吸收剂用量太多或太少都对吸收操作不利?太多,溶剂消耗、输送及回收等操作费用增加。
太少,所需填料层高度太高,设备费增多。
11、吸收操作在工业上有何用途?①获得产品②气体混合物的分离③气体净化④回收有价值组分12、气液相平衡关系在吸收中有何作用?①确定传质过程的方向②确定传质过程的推动力③确定吸收塔的吸收液及尾气的极限浓度13、什么是全回流?全回流操作时有何特点?①冷凝后的液体全部回流至塔内②精馏段操作线,提镏段操作线,对角线三线重合。
此时操作线距平衡线最远,气液两相间传质推动力最大,所需理论板数最少。
14、简述图解法求解理论塔板数的具体步骤。
①在直角坐标纸上绘出待分离的双组分混合物在操作压强下的x-y平衡曲线,并作出对角线。
②依照前面介绍的方法作精馏段的操作线ac,q线ef,提馏段操作线bd。
③从a点开始,在精馏段操作线与平衡线之间作水平线及垂直线构成直角梯级,当梯级跨过d点时,则改在提馏段与平衡线之间作直角梯级,直至梯级的水平线达到或跨过b点为止。
④梯级数目减一即为所需理论板数。
五、计算题1、某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m,炉墙导热系数λ=1.038W.m-1.K-1。