1、1傳質與分離工程統考題題解試卷編號：2003-06班級 姓名 學號總分題號一二三四五分數3010202020得分評卷人一、選擇填空題（30分）1、 （2 分）全回流精儲操作時，在 x-y圖中操作線的斜率為（ C ）。A0;B 0.5;C 1 ;D 8。2、 （2 分）恒摩爾流假設指的是各組分的摩爾氣化熱相等，氣液兩相間交換的顯熱不計，忽略熱損失 。3、 （2 分）恒沸精儲與萃取精儲主要用于具有恒沸點和 相對揮發度很小的物系。4、 （2 分）拉烏爾定律是說明（C ）。A氣相中兩組分之間關系；B液相中兩組分之間關系；C氣相與液相中同一組分之間的平衡關系；D氣相與液相中不同組分之間的平衡關系。5、

2、（2 分）在精儲塔設計中，當 F,XF,XD,xw為一定，將進料熱狀況 q=1改為 q=0 ,并維 持回流比和提儲段上升蒸汽量不變，此時所需理論塔板數（ A ）。A增多；B 減少；C不變； D 說不清。6、 （4 分）完成下列各種傳質速率方程式： NA= kG（ p - pi）; NA= kL（ci- c ）;NA= KG（ p - p* ） ; NA= KL（ c* - c ）。7、（2分）等板高度是指與理論板傳質作用相當的填料層高度。8、 （4 分）Kya 禰為氣相總體積吸收系數 ，其中 a 是 有效比表面積 ,a 不僅與填料的形狀、尺寸及填充狀況有關，還受流體的物性 及 流動狀態的影響。

3、9、 （1 分）所謂空塔氣速，即按空塔截面積一計算的氣體線速度， m/s。10、（1 分）操作線與負荷性能圖上曲線的兩個交點分別表示塔板的上下操作極限，兩極限 的氣體2流量之比稱為塔板的操作彈性。311、（2 分）當板式塔的塔徑大于 2.2m 時，為了減少液面落差，可采用 及階梯流的溢流裝置。八. AfHT_ ., . 犯+口，、12、（1分）6 =-35秒的原因是為了使 溢流微體中夾帶的氣泡 能來得及分離。Ls-13、 （2分）在同一房間內不同物體的平衡水汽分壓是否相同？相同 。它們的含水量是否相等？不相等 。14、（3 分）間歇恒定干燥時，如進入干燥器的空氣中水汽分壓增加，溫度不變,則恒速

4、干燥階段物料溫度增大，恒速干燥階段干燥速率 減小，臨界含水量XC減小。二、問答題（每題5分，共10分）1、用 N2氣干燥含少量苯的物料以回收苯，回收流程如附圖所示。請在 H-I 圖中繪出 A、B、C各操作點的相對位置，并比較A、B、C 各操作點的溫度、濕度和相對濕度的大小。風機解答:A點為冷卻析出苯后的濕N2氣狀態，為飽和狀態。由圖可見， t0t2H0=H1 ；Q (HT+hw)雙溢流24時就會發生液泛。請說明Hd,中，HT,hw的 意義，并在操作上提出避免液泛發生的措施。解答：Hd 為降液管中當量清液層高度；中是考慮降液管充氣及操作安全兩種因素的校正系數；HT是板間距；hw是堰局。操作上可降

5、低 Ls 或 Vs,或同時降低 Ls、Vs,可避免液泛發生。三、(20分)一常壓連續操作的精儲塔，用來分離苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6 摩爾分率，以100Kmol/h流量進入精儲塔,進料狀態為氣液各占 50%摩爾數，操作回流比為最小回流比的1.5 倍；要求塔頂儲出液組成為0.95(苯的摩爾分率，下同)，塔底釜液組成為0.05。在操作條件下，苯和甲苯的相對揮發度為2.5。試求：(1)塔頂和塔底產品量；(2)最小回流比；(3)精 e留段操作線方程；(4)提儲段操作線方程。解答：1求塔頂和塔底產品量由 F=D+WFXF=DXD+WXW得 D=F (XF-XW) /(XD-XW)=100(0.6-

6、0.5)/(0.95-0.05)D=61.11kmol/hW=F-D=100-61.11=38.89kmol/h2求最小回流比由題可知 q=0.5q 線方程為：y=0.5x/(0.5-1)-xF/(0.5-1)y=-x+1.2平衡線方程為：y= aX/(1+( a -1)X) y=2.5x/(1+1.5x) 令=并化簡得1.5X2+1.7X-1.2=0求得 q 線與平衡線交點：Xq=0.492yq=0.708Rmin=(XD-yq)/(yq-Xq)=(0.95-0.708)/0.708-0.492)=1.1253求精 e 留段操作線方程R=1.5Rmin=1.5x1.12=1.68yn+i=R

7、xn/(R+1)+xD/(R+1)=1.68xn/(1.68+1)+0.95/(1.68+1)yn+1=0.627xn+0.3544求提儲段操作線方程L =L+qF=RD+0.5F=1.68x61.11+0.5x100=152.66V =V+(q-1)F=D(R+1)+(0.5-1)x100=113.77Ym+1=(L /V )xm-wxw/V =152.66x2113.77-0.05x38.89/113.77Ym+=1.34xm-0.017四、（20分）在常壓填料吸收塔中，以清水吸收焦爐氣中的氨氣 .標準狀況下，焦爐氣中氨的濃度為10（克）/米 3,流率為 5000m3/h .要求回收率不低

8、于 99%.若吸收劑用量為最小用量的 1.5倍.混 合氣體進塔的溫度為 30oC，空塔速度為 1.1m/s .操作條件下平衡關系為 Y = 1.2 X.氣相體 積吸收總系數 KY3 = 220kmol/（ m 3h ）.求：（1） 吸收劑的流率（kmol 水/h）;（2）氣相總傳質單元數（NO）;（3）填料層高度。注：氨的分子量為 17 解答：（1）吸收劑的流率（kmol 水/h）:100 131000 170.588 101000 1- -22.4L =1.5Lmin=1.5 262 =393(H2O)kmol/h（2）氣相總傳質單元數（NOG :由全塔氨的物料衡算y44.6 10項0.01

9、320.01341-y1-0.0132=Y(1 -)= 0.0134(1 -0.99) = 0.0001345000丫2V (1-乂)22.4V(Y1-Y2)LminX；-X250匹(1 -0.0132) =220(惰性氣體)kmol/h22.4220(0.0134-0.000134)0.0134八-01.22.92 -=2620.011776L(XiX2) =V(Y 丫2)393(Xi-0) =220(0.0134 -0.000134)393Xi=2.92Xi=0.00743*Y1=mX1=1.2 0.00743 =0.00892Y2： =0( X2=0)MW =0.00124 in(Yi

10、-Yi)(Y2-丫2)Y1-Y20.0134 -0.000134-=- =10.7Ym0.001124(3)填料層高度V 220HOG= -= - = 0.714mKY220 1.4ZHOGNOG=0.714 10.7=7.64m五、(20分)有一常壓絕熱干燥器，已知空氣進入加熱器前的狀態為t0=20幻,平0=30% ,出干燥器的狀態為t2=80P, H2=0.02kg水/kg干空氣，濕物料處理量為 5000kg/h,含水w1= 0.2 ,要求干燥產品含水w2=0.02(均為濕基含水量)。試求:(1)離開預熱器時空氣的溫度和濕度；(2)預熱器中用潛熱為 r = 2250 kJ/kg的水蒸汽(飽

11、和)加熱濕空氣，求飽和水蒸汽的用量(預熱器的熱損失為換熱量的5%)。注：20C 時水的飽和蒸汽壓為 2.33kN/ m2.解答：(1)離開預熱器時空氣的溫度和濕度YmOG5000 3033600 273 1.12=1.4m 7由于干燥器為絕熱，故空氣在其間經歷的過程近似為一等粉過程，所以I2& I1，即H1=H。= 0.6223 Ps0P一0Ps0一0.6220.30 2.33 103101325-0.3 2.33 103=0.004kg水/ kg空氣8(1.01 1.88H1)% 2490H1 = (1.01 1.88H2)t22490H2/(1.01 1.88 0.02) 80 2490 0.02 -2490 0.004t1 = -=121.5 C1.01 1.88 0.004(2)飽和水蒸汽用量QP=L(1.01 1.88H0)(t1-t0)w1w20.2