X1??Y10.05263??0.0376 X1?0.80X1??0.0301 m1.4V(Y1?Y2)7.69?(0.05263?0.0004)??13.34kmol/h
X1?X20.0301?0 L? ?Y1??Y1?mX1?0.05263?1.4?0.0301?0.01046 ?Y2??Y2?0.0004
?? ?YmV(Y1?Y2)?Y1???Y2?7.69?(0.05263?0.0004)??6.74m ?0.00308Z???Y1??38.5?0.785?0.82?0.00308KYa??Ymln?Y2? 该塔现有填料层高度 Z?（2）吸收剂用量增大10%时
3?6m因为 Z??Z 所以该塔不适合。 20.785?0.8 L???1.1?13.34?14.67kmol/h L???V(Y1?Y2)7.69?(0.05263?0.0004)??14.67kmol/h
X1???X2X1???0???0.0274?Y1???Y1?mX1???0.05263?1.4?0.0274?0.01424?Y2???Y2?0.0004 X1
????YmV(Y1?Y2)7.69?(0.05263?0.0004)0.01424?0.0004??5.36m ?0.00387Z???20.01424??38.5?0.785?0.8?0.00387KYa??Ymln0.0004 因为 Z???Z 所以该塔适合。
模拟试题五
1、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 395 mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为 2105 mmHg 。 2、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是 流体具有粘性 。
3、离心泵无 自吸能力 ，所以开始工作之前要先灌满输送液体；而往复泵有自吸能力，所以 不需要 （需要或不需要）启动前灌泵。
4、离心泵泵壳的作用分别是：汇集液体和 能量转换装置 。
5、水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 1.74 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48 倍。（设条件改变后仍在湍流范围）
6、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 滞离层内（或热边界层内） ，减少热阻的最有效措施是 提高流体湍动程度 。
7、含溶质A 摩尔分率为xA=0.2的溶液与压力为 2atm,yA=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：pA=1.2xA）， 则此时将发生 吸收 过程。
10、填料塔操作时，影响液泛气速的因素有__板间距__ 、__气体流速 _和__液体流速___。
1、某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为
d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降?p为原来的（ C ）倍。 A 4 B 8 C 16 D 32 2、层流与湍流的区别，下列说法不正确的是（ A ）
A. 流道截面积大的为湍流，截面积小的为层流。B. 湍流流速大于层流流速。 C. 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
3、离心泵的叶轮有（ D ）。 A 闭式的 B 半闭式的 C 开式的或敞式的 D 以上均正确 4、单动往复泵的流量( B )。
A 连续且均匀 B 不连续且不均匀C 连续但不均匀 D 不连续但均匀 5、一定流量的液体在一?25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数?i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一?19×2mm的直管，则其?将变为( D )。A 1259 B 1496 C 1585 D 1678
6、为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用( B )流程。 A 并流加料 B 逆流加料 C 平流加料 D 双效三体并流加料
7、正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?( B )
A. 出塔液体浓度xb增加，回收率增加；B. 出塔气体浓度增加，但xb不定； C. 出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加; D. 在塔下部将发生解吸现象。 10、吸收操作中，增大吸收剂用量使：( B )
A.设备费用增大,操作费用减少 B.设备费用减少,操作费用增大 C.设备费用和操作费用均增大 D.设备费用和操作费用均减少
1、（8分）有一输水系统，如本题附图所示，水箱内水面维持恒定，输水管直径为φ60×3mm，输水量为18.3m3/h，水流经全部管道（不包括排出口）的能量损失可按Σwf = 15u2公式计算，式中u为管道内水的流速（m/s）。试求： （1）水箱中水面必须高于排出口的高度H；
（2）若输水量增加5%，管路的直径及其布置不变，管路的能量损失仍可按上述公式计算，则水箱内的水面将升高多少米？解：确定上、下游截面及基准水平面，如图所示。
2u2gz1???wf2在两截面间列柏努利方程并化简(We=0,p1=p2,Z2=0,由于A1≥A2，u1≈0)可得 (a)
(1) 水箱中水面高于排出口的高度H。将有关数据代入式(a)便可求得Z1(即H )。式中
u2?Vs18.322??2.22(m/s) （1分）?wf?15u2?15?2.22?73.93(J/kg) A23600???(0.06?0.003?2)2422.22/2?7.393 Z1?H? ?7.79m9.81 (2) 输水量增加5%后，水箱中水面上升高度?H 输水量增加5%后，u2及Σwf分别变为
??1.05u2?1.05?2.22?2.33(m/s) ?w??15u?2?15?2.332?81.43(J/kg) u2f2
2.332/2?81.43Z1??H???8.58m ?H= 8.58—7.79 = 0.79 m （3分）
9.81
4、（8分）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？ 解：（1）液气比为最小液气比的多少倍? Y1?0.040.00530.00128?0.0417 Y2??0.00533X1??0.01297
1?0.041?0.00531?0.00128Y1?Y20.0417?0.00533??2.804
X1?X20.01297?0Y1?Y2Y1?Y20.0417?0.00533???2.18 ?Y1/m0.0417/2.5X1?X2 L/V? (L/V)min? 则
(L/V)(L/V)min?2.8042.18?1.286
(2）所需填料层高度？
Z?HOG?NOG S?mV/L?2.5/2.804?0.892
NOG? ?Y?mX21ln[(1?S)1?S]1?SY2?mX210.0417?0ln[(1?0.892)?0.892]故 Z?HOG?NOG?1.5?5.11?7.67m
1?0.8920.00533?0?5.110.0033?0.00331
1?0.0033(3) 此条件下的填料层高度。Y2??化工原理期末考试试题
1．精馏操作的目的是 使混合物得到近乎完全的分离 ，某液体混合物可用精馏方法分离的必要条件是 混合液中各组分间挥发度的差异 。
2．进料热状态参数q的物理意义是 代表精馏操作线和提馏段操作线交点的轨迹方程 ，对于饱和液体其值等于 0 ，饱和蒸汽q等于 1 。
4．吸收操作的目的是 分离气体混合物 ，依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 。
5．连续精馏正常操作时，增大再沸器热负荷，回流液流量和进料量和进料状态不变，则塔顶馏出液中易挥发组成的摩尔组成XD将 增大 ，塔底采出液中易挥发组成的摩尔组成XW将 减小 。（减小，增大，不变，变化不确定）
6．平衡蒸馏（闪蒸）的操作温度是在操作压力下混合物的泡点和露点温度之间。 （泡点温度，露点温度，泡点和露点温度之间）
9．实际生产中进行间歇精馏操作，一般将 和 两种操作方式结合起来。（恒定回流比，恒定产品组成）
10．请写出两种常用的解吸操作方法： 和 。升温，气提，降压(三写二)
11．在吸收塔的设计中，气体流量，气体进出口组成和液相进口组成不变，若减少吸收剂用量，则传质推动力
减小 ，设备费用 增多 。（减小，增多）
12．当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数 升高 ，在液相中的分子扩散系数 升高 。（升高，升高）
13．吸收操作的基本依据是 组分在溶剂中溶解度之差异 ，精馏操作的基本依据是 各组分间挥发度的差异 。 14．蒸馏是分离 均相液体混合物 的一种方法，蒸馏分离的依据是 挥发度差异 。
15．恒沸精馏与萃取精馏都需加入第三组分，目的分别是 使组分间相对挥发度增大 、 改变原组分间的相对挥发度 。
16．如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。
17．板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。
18．易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。
19．精馏过程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而进行的。精馏设计中，回流比越 大 ，所需理论板越少，操作能耗 增加 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将呈现 先降后升 的变化过程。 20．精馏设计中，当回流比增大时所需理论板数 减小 （增大、减小），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量 增大 （增大、减小），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量 减小 （增大、减小），所需塔径 增大 （增大、减小）。 21．相对挥发度α=1，表示不能用 普通精馏分离，但能用 萃取精馏或恒沸精馏 分离。
22．精馏操作的依据是 混合液中各组分的挥发度差异 ，实现精馏操作的必要条件包括 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸气 。23．压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行。 24．蒸发器生产能力是指 单位时间内从溶液中蒸发的水分 ，即 蒸发量 。
1．在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度 A ，塔顶低沸点组分浓度 B ，塔底温度 C ，塔底低沸点组分浓度 A 。 A．升高 B．下降 C．不变 D．不确定
2． 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4，相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2，则 B 。A．t1=t2 B．t1
3．某筛板精馏塔在操作一段时间后，分离效率降低，且全塔压降增加，其原因及应采取的措施是 B 。 A．塔板受腐蚀，孔径增大，产生漏液，应增加塔釜热负荷
B．筛孔被堵塞，孔径减小，孔速增加，雾沫夹带严重，应降低负荷操作 C．塔板脱落，理论板数减少，应停工检修 D．降液管折断，气体短路，需更换降液管
4．板式塔中操作弹性最大的是 B 。 A．筛板塔 B．浮阀塔 C．泡罩塔 5．下列命题中不正确的为 A 。
A．上升气速过大会引起漏液 B．上升气速过大会引起液泛 C．上升气速过大会使塔板效率下降 D．上升气速过大会造成过量的液沫夹带
6．二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化 B 。 A．平衡线 B． 操作线与q线
C．平衡线与操作线 D． 平衡线与q线 7．下列情况 D 不是诱发降液管液泛的原因。
A．液、气负荷过大 B．过量雾沫夹带 C．塔板间距过小 D． 过量漏液
8．吸收塔的设计中，若填料性质及处理量（气体）一定，液气比增加，则传质推动力 A 。传质单元数 B ，传质单元高度 C ，所需填料层高度 B 。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能判断 四．计算题
1．一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求液气比为最小液气比的多少倍？ 解：液气比为最小液气比的多少倍? Y1?0.040.00530.00128?0.0417 Y2??0.00533X1??0.01297
1?0.041?0.00531?0.00128Y1?Y20.0417?0.00533??2.804
X1?X20.01297?0Y1?Y2Y1?Y20.0417?0.00533???2.18 Y1/m0.0417/2.5X1??X2 L/V? (L/V)min? 则
(L/V)(L/V)min?2.8042.18?1.286
2．在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h，含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90%，泡点进料，泡点回流。已知?=2.5，取回流比为最小回流比的1.5倍。试求：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw；（2）最小回流比；（3）精馏段操作线方程；（4）提馏段操作线方程；（5）从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少？ 解：（1）塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw； 由 ?A?DxD1000?0.4?0.9，得： D??400kmol/h W=F- D=1000-400=600kmol/h 0.9FxF又由物料衡算 FxF?DxD?WxW得 xW?(1000?0.4?400?0.9)/600?0.0667 （2）最小回流比；泡点进料，q=1, xq?xF?0.4 yq??xqxD?yq0.9?0.6252.5?0.4??0.625Rmin???1.22
1?(??1)xQ1?1.5?0.4yq?xq0.625?0.4xRxn?D?0.646xn?0.318 R?1R?1作
线
方
程
；
(3) 精馏段操作线方程；R?1.5Rmin?1.83yn?1? (4)
提
馏
段
操
V??V?(R?1)D?2.83?4?10L??L?qF0?RD?F?1.83?4?10?10 000