第一章 传质过程基础 下载本文

第一章 传质过程基础

学生自测 一、选择与填空 (30分,每空2分)

1. 传质通量与_____相对应。

A. ; B. ; C. ; D. 。

2. 传质通量jA与_____相对应。

A.; B.; C. ; D. 。

3. 传质通量与_____相对应。

A. ; B. ; C. ; D. 。

4. 等分子反方向扩散通常发生在_______单元操作过程中;一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_______单元操作过程中。

5. 描述动量和质量传递类似律的一层模型是________________;两层模型是_____________;三层模型是_______________。

6. 通常,气体的扩散系数与_____________有关,液体的扩散系数与_____________有关。

7. 表示_____________________对流传质系数, 表示_______________________对

流传质系数,它们之间的关系是__________________。

8. 对流传质系数与推动力_____相对应。

A. ; B. ; C. ; D. 。

9. 推动力与对流传质系数_____相对应。

A. ; B. ; C. ; D. 。

二、计算题 (40分,每题20分)

1. 在一根管子中存在有由CH(组分A)和He(组分B)组成的气体混合物,压力为1.013×105 4

Pa、温度为298K。已知管内的CH4通过停滞的He进行稳态一维扩散,在相距0.02m的两端,CH4的分压分别为 在He中的扩散系数为

Pa及

2

Pa,管内的总压维持恒定。扩散条件下,CH4

m/s 。试求算CH4的传质通量

2. 298 K的水以0.5 m/s的主体流速流过内径为25mm的萘管,已知萘溶于水时的施密特数

为2330,试分别用雷诺、普兰德—泰勒、卡门和柯尔本类比关系式求算充分发展后的对流

传质系数。

三、推导题 (30分,每题15分)

1. 对于A、B 二组元物系,试采用欧拉(Euler)方法,推导沿x、y方向进行二维分子传质时的传质微分方程。设系统内发生化学反应,组分A的质量生成速率为

kg/(m·s)

3

2. 试利用传质速率方程和扩散通量方程,将转换成。

第二章 气体吸收

【学生自测】 一、选择与填空 (30分)

1. 吸收操作的原理是__________________。

2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数衡常数

将_____,溶解度系数

将_____。

将_____,相平

A. 增大; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。

3. 在吸收操作中,以液相浓度差表示的吸收塔某一截面上的总推动力为_____。

A. ; B. ; C. ; D. 。

4. 等分子反方向扩散通常发生在_______单元操作过程中;一组分通过另一停滞组分的扩散通常发生在_______单元操作过程中。

5. 双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型的模型参数分别是_____、_____和_____。

6. 增加吸收剂用量,操作线的斜率_____________,吸收推动力_____________。

7. 脱吸因数的定义式为______________,它表示___________之比。

8. 在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成气相总传质单元高度将_____。

增大,其它条件不变,则

A. 不变; B. 不确定; C. 减小; D. 增大。

9. 推动力()与吸收系数_____相对应。

A. ; B. ; C. ; D. 。

二、计算题 (70分)

1. 在压力为101.3kPa 、温度为30℃的操作条件下,在某填料吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的NH3。已知入塔混合气体的流量为 220 kmol/h,其中含NH3为1.2% ( 摩尔分数)。操作条件下的平衡关系为Y =1.2X(X、Y均为摩尔比),空塔气速为1.25m/s;气相总体积吸收系数为0.06 kmol / (m·s);水的用量为最小用量的1. 5倍;要求NH3的回收率为95%。试求:

3

(1)水的用量;

(2)填料塔的直径和填料层高度。(25分)

2. 已知某填料吸收塔直径为1m,填料层高度为4m。用清水逆流吸收某混合气体中的可溶组分,该组分进口组成为8%,出口组成为1%(均为mol%)。混合气流率为30kmol/h,操作液气比为2,操作条件下气液平衡关系为

。试求:

(1) 操作液气比为最小液气比的多少倍;

(2)气相总体积吸收系数;

(3)填料层高度为2m处的气相组成。(25分)

3. 在一逆流操作的填料塔中,用循环溶剂吸收某混合气体中的溶质。气体入塔组成为0.025(摩尔比,下同),液气比为1.6,操作条件下气液平衡关系为

。若循环溶剂组成为

0.001,则出塔气体组成为0.0025。现因脱吸不良,循环溶剂组成变为0. 01,试求此时出塔气体组成。(20分)

第一章 蒸馏

【学生自测】

一、选择与填空

1. 汽液两相呈平衡状态时,汽液两相温度__________,但汽相组成__________液相组成。

2. 汽液两相呈平衡状态时,若汽液两相组成相同,则汽相露点温度_____ 液相泡点温度。A. 相等; B. 大于;C. 小于;D. 不确定。

3. 所谓理论板是指___________________________________,且____________________。

4. 操作中的精馏塔,保持 、 ______。

、 、 不变,增加 ,则 _______,

A. 增加; B. 不变;C. 不确定;D.减小。

5.某二元物系,相对挥发度 ,则

,对 、 两层理论板,在全回流条件下,已知

__________________。

6. 精馏塔中由塔顶向下的第 、 、 层塔板,其汽相组成关系为_________。

A. ; B. ; C. ; D. 不确定。

7. 某精馏塔的精馏段操作线方程为 ________,馏出液组成为________。

,则该精馏塔的操作回流比为

8. 操作中的精馏塔,保持 、 、 、 、 不变,减小 ,则有_________。

A. D增加,R减小;B. D不变,R增加;

C. D减小,R增加;D. D减小,R不变。

9. 在塔的精馏段测得 ,则第三层塔板的

、 _________。

、< (均为摩尔分率),已知 ,

二、计算题

1. 在常压连续精馏塔内分离某理想二元混合物。已知进料量为 100 kmol/h, 其组成为0.55(摩尔分率,下同);釜残液流量为45 kmol/h,其组成为0.05;进料为泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.6倍;物系的平均相对挥发度为2.0。

(1)计算塔釜重组分的收率;

(2)求出提馏段操作线方程。

2. 在一连续精馏塔中分离某二元理想混合物。已知原料液的流量为100 kmol/h,组成为0.4(易挥发组分的摩尔分率,下同),泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为