第四章 分离元件放大电路
4-1 判断图所示电路中的二极管是导通还是截止，并计算电压U
ab。设图中的二极管都是理
想的。
4-2 在图所示电路中，E=5V，u
i=10sinωtV,二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输
出电压u
0的波形。
4-3 现有两个稳压管VZ
1和VZ
2，稳定电压分别为4.5V和9.5V，正向压降都是0.5V，试求图中各电路的输出电压U。
4-4 分析图示电路中各晶体管的工作状态。（放大、饱和、截止或损坏）。
4-5 测得某放大电路中的晶体管的三个电极A、B、C对地电位分别是U
A=-9V，U
B=-6V，
U
C=-6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b，发射极e，集电极c，并说明此晶体管是NPN
管还是PNP管。
4-6 试判断图示各电路能否放大交流信号？为什么？
4-7 电路如图所示，已知U
CC=12V，R
C=4kΩ，R
B=300 kΩ，R
L=4 kΩ，晶体管β=40，
①试求出静态值I
B、I
C和U
CE；
②画出电路的微变等效电路；
VT
uu
-- ++
+
R++U
C
CCRR③计算A
u，r
i和r
0。
4-8 放大电路如图（a）所示，图（b）是晶体管的输出特性曲线。放大电路的交、直流负载
线已画于图中。①试求R
B、R
C、R
L和β；②不失真的最大输入电压峰值为多少？
VT u
iu
- -+ +
+
R
L+ +U
C
C
2C
1R
CR
B
04
312Q
18 642u
CE/V246i
B80μi
C/m
4-9 在图示电路中，输入正弦信号，如图(a)所示，问输出波形分别为图(b)(c)所示时，各
产生了什么失真？怎样才能消除失真？
+U
C
VT
u
iu
0
- -+ +
+R
CR
B
R
LC
1C
2+ 4-10 图所示电路中，R
B1=20 kΩ，R
B2=10kΩ，R
C=2 kΩ，R
E=2 kΩ，R
L=4 kΩ，U
CC=12V，
U
BE=0.7V，β=50，求
①静态工作点；
②A
u，r
i和r
0；
③不接电容C
E时的A
学习指导
一、选择题
1. 下列哪一个是机械分离过程（ ）
a.蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离
2. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的CiiiXK101，且ciiiKZ11/，该进料状态为（）
a.过冷液体 b.过热气体 c.汽液混合物 d 不确定
3. 计算溶液露点时，若01/iiKy，则说明（）
a.温度偏低b.正好泡点 c.温度偏高 d.正好露点
4. 进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区（）
a.1/1iiiiKZZK且 b.1/1iiiiKZZK且
c.1/1iiiiKZZK且 d.1/1iiiiKZZK且
5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（ ）
a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相
6. 系统温度大于露点时，体系处于（ ）
a. 饱和液相b.过热气相c.饱和气相d.气液两相
7. 系统温度小于泡点时，体系处于（ ）
a. 饱和液相b.冷液体c.饱和气相d.气液两相
8. 设计变量数就是（ ）
a.设计时所涉及的变量数 b.约束数
c. 独立变量数与约束数的和 d.独立变量数与约束数的差
9. 约束变量数就是（ ）
a.过程所涉及的变量的数目；
b.固定设计变量的数目
c.独立变量数与设计变量数的和；
d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件.
10. 当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时（ ）
a. 液相不能气化 b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作
11. 用芬斯克方程求最少理论塔板数时，式中的相对挥发度为（） a. 塔顶的相对挥发度 b塔釜的相对挥发度
b. c进料处的相对挥发度 d全塔的相对挥发度平均值
12. 当蒸馏塔的产品不合格时，可以考虑（ ）
a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比
1.
某裂解气组成如下表所示。
组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑
iy,0 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000
现拟以i-C4H10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%乙烯，原料气处理量为100kmol/h，塔操作压力为4.052Mpa，塔的平均温度按-14℃计，求：
①为完成此吸收任务所需最小液气比。
②操作液气比取为最小液气比1.5倍，试求为完成吸收任务所需理论板数。
③各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。
④塔顶应加入的吸收剂量。
解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa和-14℃下各组分的相平衡常数。
组
分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10
ik / 3.15 0.72 0.50 0.145
0.056
a.最小液气比的计算
在最小液气比下N，99.0关关A， 7128..072.099.0关关minKGL
b.理论板数的计算
操作液气比0692.17128.05.15.1minGLGL
关键组分的吸收因子为485.172.00692.1关关GKLA
理论板数868.81485.1lg199.0485.199.0lg1lg1lgAAN
c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成
由iiGKLA和111NiiNiiAAA
以及iNiigg,1,11；igG,11；1,1,1Ggyii进行计算结果见表。
组 分 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑
iNy,1 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000
Ki / 3.15 0.72 0.50 0.145 0.056
iNg,1，kmol/h 13.2 37.18 30.2 9.7 8.4 1.32 1001NG
1 第4章 化工单元过程系统模拟与分析
4.1 化工单元过程数学模型及模拟
在化工过程系统模拟计算中，当给定系统所有输入流股信息时，则过程系统中部分单元模块可获得全部输入流股信息，这些模块将输入信息加以处理单元，获得该模块的所有输出流股信息，并作为下一级单元模块的输入信息，由此可见，单元过程模拟是系统过程模拟的基础。
对于任何单元过程，都遵守物质和能量守恒定律，通过对单元过程的质量衡算及能量衡算，建立输入流股与输出流股之间的关系。任何单元过程都会发生物理或化学变化，即体系的热力学性质及化学组成变化，因此需建立单元过程的相平衡关系、各流股焓、温度、压力变关系。对于存在化学反应的单元过程，还应建立反应动力学和热力学的关系，确定各组分的转化率以及焓的变化。
本章主要介绍下面两个过程的单元模型
4.1.1换热器数学模型及模拟
4.1.2反应器数学模型及模拟
4.1.1 换热器数学模型及模拟
化工生产需要大规模地改变物质的化学性质和物理性质，而这些性质的变化都涉及热能的传递，主要应用在：
（1）化学反应：向反应器提供热量或从反应器移走热量；
（2）蒸发、蒸馏、干燥：按一定的速率向这些设备输入热量；
（3）高温或低温设备：隔热保温，减少热损失；
（4）热能的合理利用和废热回收。
热量传递方式
（1）热传导：依靠物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；
（2）热对流：流体质点（微团）发生宏观相对位移而引起的传热现象，对流传热只能发生在流体中，通常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热；
（3）热辐射：高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象，热辐射不需要任何介质做媒介；在高温情况下，辐射传热成为主要传热方式。
换热器的种类：按照换热原理来分，可以分为三大类
（1） 间壁式换热器：冷、热流体被固体传热表面隔开，而热量的传递通过固体传递面而进行。
（2）直接接触式换热器：冷、热流体直接接触进行热量交换。
