化工原理(下)考试3

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1、一、填空题：(25分)1、(4分)将含苯70mol%的苯-甲苯溶液加热汽化，进行简单蒸馏，到残液中苯的浓度为63.3mol%为止。苯-甲苯可作为理想溶液，其相对挥发度均值为2.47。则其汽化率为__________，汽相产物的平均组成为___________。2、(4分)实验观察发现，____________________________________________不同，两相在塔板上的接触状态亦不同，气液两相在塔板上的接触情况可大致分为___________________________、_

2、___________________、_____________________三种状态。3、(5分)塔板的负荷性能图对检验塔的设计是否合理、了解塔的操作状况以及改进塔板操作性能具有一定的指导意义。负荷性能图通常由_________________、__________、________________、_________、_________________几条曲线组成。4、(4分)空塔气速是指________________________________________。空塔气速的上限由___

3、____________________决定，下限由_________决定。适宜的空塔气速应介于两者之间。5、(3分)已知某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，气膜吸收系数kG=2.74×10-7kmol/(m2.s.kPa)，液膜吸收系数kL=6.94×10-5m/s，溶解度系数H=1.5kmol/(m3.kPa)。则气相吸收总系数为KG为____________kmol/(m2.s.kPa)，该吸收过程为__________控制。6、(5分)描述物质分子扩散现象的基本规律为______

4、________________，它表示____________________________________________________________，其数学表达式为____________________。设在101.3kPa、0℃下的O2与CO混合气体中发生稳定的分子扩散过程，CO气体为停滞组分。已知相距0.2cm的两截面上O2的分压分别为13.33kPa和6.67kPa，若扩散系数为0.185cm2/s，则O2的传递速率为__________kmol/(m2.s)。二、作图题：（27

5、分）1、(7分)下图为双塔吸收流程，试在y-x图上定性画出吸收流程中A、B两塔的操作线和平衡线，并标出两塔对应的进、出口浓度。x3y2ABy1y3x1x2注：两塔的液体量相等2、(10分)在湿空气的I-H图上，已知湿度线H，相对湿度线Φ，焓值线I和三个温度线t、tw、td在图上的位置。写出在下列条件下，湿空气的状态点在图上的位置代号（若此点不能确定则打“×”）。Ittwtd0H已知条件ttwtwtdHΦtdHtdΦtΦtwItwΦHIHtw状态点代号3、(10分)用多级逆流接触萃取处理含有溶质A30

6、%的（A+B）混合液1000kg/h，纯溶剂S的用量为350kg/h。要求最终萃余相Rn中溶质A的组成不超过7%（以上均为质量百分率）。试求：（1）所需理论级数；（2）最终萃取相的量及组成。A1.0B01.0S三、计算题1、(20分)用一常压操作的连续精馏塔，分离含苯44%、甲苯56%的料液，要求馏出液中含苯不低于97.5%，残液中含苯不高于2.35%（以上均为摩尔百分率）。原料液为气化率2/3的气液混合物，选用的回流比是最小回流比的1.66倍。塔顶、加料板、塔底条件下纯组分的饱和蒸汽压列于下表中：

7、组分饱和蒸汽压，kPa塔顶加料板塔底苯104146.7226.6甲苯406097.3试用简捷法求理论板层数及加料板位置。2、(15分)含H2S2.5×10-5（摩尔分率，下同）的水与空气逆流接触以使水中的H2S脱除，操作在1atm、25℃下进行，物系的平衡关系为Y=545X，水的流率为5000kg/(m2.h)。试求：（1）为使水中的H2S降至0.1×10-5所需的最少空气用量；（2）当空气用量为G=0.40(kmol/h.m2)，设计时塔高不受限制，可以规定离开解吸塔的水中含H2S最低浓度是多少？

8、示意画出该种情况下的解吸操作线。3、(13分)某湿物料经过5.5h的干燥，含水量由0.35kg/kg干料降至0.10kg/kg干料。若在相同的干燥条件下，要求物料含水量由0.35kg/kg干料降至0.05kg/kg干料。试求干燥时间。已知物料的临界含水量为0.15kg/kg干料，平衡水分为0.04kg/kg干料。假设在降速阶段中干燥速率曲线近似为一直线。