化工原理模拟题

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1、、化工原理传热部分模拟试题及答案一、填空题(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。(2) 热传导的基本定律是傅立叶定律,其表达式为dQ= -Xds，。on(3) 间壁换热器中总传热系魏的数值接近于热阻大(大、小)一侧嵌值。间壁换热器管壁温度W接近于U值大(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数 愈小，则该壁面的热阻愈大 (大、小)其两侧的温差愈大(大、小)(4) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其 两侧的温差愈小 。(5) 在无相变的对

2、流传热过程中，热阻主要集中在滞流层内(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。(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知bb b，导热系数人人人，在稳定123123传热过程中，各层的热阻% R2 R3，各层导热速率Q = Q2 = Q3。 传热的基本方式有传导、 对流 和 辐射 三种。(8) 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)(9) 导热系数的单位为W/(m.C)，对流传热系数的单位为 W/(m2.C)，总传热系数

3、的单位为W/3.C) 。二、选择1某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动)，使空气温度由20C 升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应 为原来的 A 倍。A 1.149 B 1.74 C 2D 不定2 一定流量的液体在一25X2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数；气=1000巧/皿2C ；如流量 与物性都不变，改用一19X2mm的直管，则其a将变为D 。A 1259B 1496 C 1585D 16783对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 C的准数。A对流传热B流动状态C物性影响D自然对流影响4在蒸气一空气

4、间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_B_在工程上可行。A提高蒸气流速B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度 D在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积三、计算1有一换热器，管内通90C的热流体，膜系数a 1为1100w/m2 -C，管外有某种液体沸腾，沸点为 50，膜系数a 2为5800 w/m2 - C。试求以下两种情况下的壁温：(1)管壁清洁无垢；(2)外侧 有污垢产生，污垢热阻为0.005 m2 - C / w解：忽略管壁热阻，并假设壁温为Tw(1) 当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得:则 T = 56.4CT - T _ T -190 - T _ T - 50f = -=

5、a1a 2疝05800(2) 同理T - TH1-1a190 TW1-501100T11+ 0.0 0 55 8 0 0则 T = 84C由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。2 一废热锅炉，由25X2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227C，管内走合成转化气，温度 由575C下降到472C。已知转化气一侧a.=300W/m2知水侧a10000W/m2虬钢的导热系数为45W/m虬 若忽略污垢热阻，试求：(1)以内壁面为基准的总传热系数K(2)单位面积上的热负荷q(W/m2);(3) 管内壁温度Tw及管外壁温度T 解：(1)10.002 x 0.0210.021+30045 x

6、0.02310000 x 0.025所以 K = 289.2W/m2 - Ki(2) qQ = K S At1 575 - 227In472 - 227q _ K At _ 289.2 x 邱-气-(竺-22 _ 289.2 x 293.5=84880.2W / m 2 = 84.9kW / m 2（3）管内壁温度Tw及 管外壁温度二575 + 472 _丁因为2- Tw _T-T_ T - 227*b XSm575 + 472-气一七-T i-0.002T - 227i1300 x 2145 x 2310000 x 25由上述方程可解出Tw = 237.8C，T = 234.2。i3现有一逆

7、流冷却器，用冷水冷却油，使油温从420K降到370K,水进口温度为285K,出口温度为310K。设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加一倍（其它尺寸不变），求油及水的出口温度。解：420K.370KAt (420 - 301) + (370 - 285) m=97.5310K285K对体系进行热量恒算，所以，WC (420 - 370) _ W C opow pw(310 - 285) = KSAtmKSAt_ KS x 97.5 _ 1 95 KSC (420 370) _ C x一50Cpo（1）KS 97.5 f KSx_ 3.9C (310 - 285)Cpw（2）冷却器长

8、度增加一倍后，420KT2285K假设:135 + T22WCo po(420 - T ) _ W C (t - 285) _ 2KSAt2w pw 2m所以，W _2KSAt，_ KS x (135 + 孔-七)o _ C (420 -T _ C x (420 : 12)2W _2KSAti_ KS x (350 + T?二)w _ C (12 - 285) _ C x (t 2 285)2(1) = (3)(2) = (4)1.95=(135 + T -1 )420 - T 23 9= (135 + T2-t 2).t2-285(3)(4)(5)(6)解(5)和(6)方程，得：T2=341

9、.74Kt2 =324.13KAt = 420 324.13 = 95.87At = 341.74 285 = 56.7412At .At 2，则At用算术平均值合适。12m4热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为4 25mm x 2.5mm钢管，导热系数人=45W /m - K。冷水在管内湍流流动，给热系数a 1 = 2000W/m2 K，热气在环隙中湍流流动，给热系数a = 50W/m2 - K。不计垢层热阻，试求：2（1）管壁热阻占总热阻的百分数；（2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数K有何变化？（3）环隙中热气体流速提高一倍，总传热系数K有何变化?解： （1）d、d1fln 2 +-

10、12冗dax 些 + y蛭 + -1 12000 0.022 x 450.02 50= 48.3W /m2 - K=0.0 2 m2 -/w管壁热阻4 m 幺=0.25 m 0.025 2X d = 2 x 450.02= 6.2 x 10-5 m2 - K / W管壁热阻分率为0.021=3 x 10-3 = 0.3%(2) ax uo.8a= 20.8a = 20.8 x 2000 = 3.48x 103W/m2 - K 11,10.025一1K = x + 6.2x 10-5 + = 49.0W/m2 - K3.48 x 1030.0250K - K 49 - 48.3增加=1.3%K

11、48.3(3).a = 2o.8a = 2o.8 x50 = 87.1W/m2 -K 2210.025 一1K = x + 6.2 x 10-5 + = 82.1W / m2 - K2000 0.0287.1增加.K -K 82.1 - 48.3 =69.6% 48.3由上可知，管壁热阻往往占分率很小，可忽略；提高K值，强化传热，应在a小处着手。二、化工原理吸收部分模拟试题及答案一、填空1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度，而表示传质任务难 易程度的一个量是传质单元数。2如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生漏液、泡沫夹带及液液等不正常现象，使塔 无法工作。3在

12、填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数Nog_增加。4 一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在上虹单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩 散体现在 吸收 操作中。5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。6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。7压力减小 ,温度升高，将有利于解吸的进行。8某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1，气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=2X 10-4kmol/m3.s, k

13、xa =0.4 kmol/m3.s,则及气膜阻力占总阻力的百分数分别约为100% ；该气体为 易溶气体，该吸收过程为气膜控制。二、选择1根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数 B 。A大于液相传质分系数B近似等于液相传质分系数C小于气相传质分系数D近似等于气相传质分系数2 已知SO2水溶液在三种温度 t1、t2、t3下的亨利系数分别为 E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm,则_A_Atit2Ctit2Dt3ti3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，则传质推动虹，传质单元数 B，传质单元高度 C

14、，所需填料房高度 B 。A增大B减小C不变D不能判断三、计算 1有一填料吸收塔，在28r及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由 5%降低到0.04% （均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3 m3，平衡关系为Y=1.4X，已知 Kya=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？ （2）若在上述 操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）解：（1）Y = 0.05 = 0.05263Y = 0.0004 = 0.00041 1 - 0.052 1 - 0.0004惰性气

15、体流量200 273y =x x (1 - 0.05) = 7.69kmol / h22.4 301v Y0.05263X1 = 0.80 X； = 0.0301X ； = 1 = 0.03761 m 1.4L = k (？ = 7.69 *(0.05263 一0.0004)= 13.34W/hX1 - X20.0301 - 0*= Y - mX1 = 0.05263 -1.4 x 0.0301 = 0.01046Y； = Y2 = 0.0004AY =-2 = 0.00308 mAYIn 1AY2Z = y (Y- Y2) = 7.69 x (0.05263 - 0.0004) = 6 74

16、 Ky DAY 38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00308 . “一 3,该塔现有填料层高度Z =_=6m0.785 x 0.82因为ZZ所以该塔不适合。（2）吸收剂用量增大10%时L = 1.1 x 13.34 = 14.67kmol /hL = k (？ = 9 X (0.05263 一0.0004)=14.67kmol/hX X 12X 一 01X= 0.0274 1*= Y mX； = 0.05263 1.4 x 0.0274 = 0.01424Y： = Y2 = 0.0004Y。1424 O：0004 = 0.00387i 0.01424In0.0004 =k (Y

17、Y2) = 7.69 x (0.05263 0.0004)Ky b讨 38.5 x 0.785 x 0.82 x 0.00387= 5.36m因为 ZZ所以该塔适合。2 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?Y =

18、0.04 = 0.041711 0.04X = 0.00128 = 0.012971 1 0.00128Y = 0.0053 = 0.005332 1 0.0053L / k =Y2 = 0.0417 0.00533 = 2.804X1 X20.01297 0,八 Y Y Y Y 0.0417 0.00533 (L / k) = = 2 = 2.18min X* X Y /m 0.0417/2.5(L,k)(L/k)= 2.8。42.18 = 1.286minZ = Hg x Ng（2）所需填料层高度?s = mk / L = 2.5/2.804 = 0.892N = 1 ln(1-S) Yi

19、 - mX2 + SOG 1 - SY - mX1 ln(1 - 0.892) 0.0417 - 0 + 0.8921 - 0.8920.00533 - 0=5.11故 Z = Hg X NG = 1.5 X 5.11 = 7.67m（3）此条件下的填料层高度。Y2 =0.0033 = 0.003311 - 0.00331 ln(1 - S) Y1 mX2 + S1 - SY-mX1 ln(1 - 0.892) .0417 - 0 + 0.8921 - 0.8920.00331 - 0= 7.52N，OGZ = Hg X Ng = 1.5 X 7.52 = 11.28m3某逆流操作的吸收塔，用

20、清水洗去气体中的有害组分。已知该塔填料层总高度为9m，平衡关系Y=1.4X，测得气体进、出口浓度Y0.03，Y0.002，液体出口浓度X0.015 （均为摩尔比）。试求:（1）操作液气比L/V；（2）气相总传质单元高度Hog，（3）如果限定气体出口浓度Y0.0015，为此拟增加填料层高度，在保持液气比不变的条件下应增加多少?解：（1）操作液气比L/V；L / V = iL = 0.03 -0.002 = 1.87X1 - X 20.015 - 0（2）气相总传质单元高度Hog，Z = Hog X NogS = mV /L = 1.4/1.87 = 0.749ln(1 - S) 1 mX2 +

21、S 1 - SY2 - mX21 ln(1 - 0.749) 0.03 0 + 0.7491 - 0.7490.002 - 0=6.004NOG故Hog = Z / Ng = 9/6 = 1.5(3)Z-Z = ？由题意知Y2 =0.0015其它条件不变，则Hog = 1.5不变新情况下的传质单元数为:1 ln(1 S) Yi -心2 + S1 S*-mX2-ln(1 0.749) 0.03 0 + 0.7491 0.7490.0015 0=6.98N，OG故Z = Hog x Nog = 1.5 x 6.98 = 10.47mZ Z = 10.47 9 = 1.47m4某厂吸收塔填料层高度为

22、4m,用水吸收尾气中的有害组分A,已知平衡关系为Y=1.5X,Y0.004，塔底 X1=0.008，Y0.02,求：（1）气相总传质单元高度；（2）操作液气比为最小液气比的多少倍；（3）由于法定排放浓度Y2必须小于0.002，所以拟将填料层加高，若液气流量不变，度的变化亦可忽略不计，问填料层应加高多少？解：（1）气相总传质单元高度塔顶X0，传质单元高AYm（2）咋=1.5X1 = 1.5 x 0.008 = 0.012(Y1- %)-(Y2- Y；)= (0.02 .012) 0004 = 0.00577In Y1 Y1Y2 七*i 0.02 0.012In0.004NOGHOGY YAY 2

23、mOG0.02 0.004 rr =2.770.00577=4/2.77 = 1.44m操作液气比为最小液气比的多少倍因为X2=0,故0.02 0.0 0 4 =20.0 0 8(L / V)minY Y Y Y _ 0.02 0.004 2 x：X2 /m 0.021.5.(L/% / V)min = /1.2 =1.67(3)Z Z = ？Y； = 0.002Y = 0.021X = 0 则2L / V = Yi - Y2X X120.02 0.004 仁=2X，1X = 0.0091所以， 一Y * = 1.5 X1=1.5 x 0.009 = 0.0135Ym(Y Y* ) (Y Y)

24、(0.02 0.0135) 0.0021 /2 =| 0.02 0.0135=0.003821 Y Y *lnIn J, J *0.00222N，OGY 三=0.02 0.002 = 471 Y 2m0.00382Z = HOGx NOG=1.44 x 4.71 = 6.78m所以 Z Z = 6.78 4 = 2.78m三、化工原理流体流动和流体输送机械部分模拟试题及答案一、填空(1) 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 _倍；如果 只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的倍。(2) 离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 n -Q 和 N-Q曲线，

25、这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的 、 连通着的 、_同 一种连续的液体 。(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：单位质量流体的机械能衡算式为 E = zg +三+ p =常数 ；单位重量流体的机械能衡算式为E = z + + E =常数；2g pg单位体积流体的机械能衡算式 E = zpg + pU2 + p =常数；(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为zP g+ (u产/2) +P1+WSP = z2 P g+(u22P /2) +P2+P 】hf，各项单位为 Pa (N

26、/m2) 。(6) 气体的粘度随温度升高而增加，水的粘度随温度升高而降低 。(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小 。(8) 流体流动的连续性方程是； 适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 1d12 = u2d22 = =u d2。(9) 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。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为2105mmHg。(10) 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变 。二选择1流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应

27、选用_流量计测量。A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计2离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A。A气缚现象 球气蚀现象 C汽化现象 D气浮现象3离心泵的调节阀开大时，BA吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高4流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 C 项。A动能 B位能 C静压能D总机械能6在完全湍流时(阻力平方区)，粗糙管的摩擦系数人数值CA与光滑管一样 B只取决于Re C取决于相对粗糙度D与粗糙度无关7已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根25X2.5mm的换热管，每小时有5X 104kg 的溶液在管束外侧流过

28、，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91X10-3Pas，则溶液在管束外流过时的 流型为 A 。A层流B湍流C过渡流D无法确定8某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应C 。A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大三计算1 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高 位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸 为。83X3.5mm，泵的进出口管道上分别安装 有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽 的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮 槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg，出 水管道全部阻力损失为

29、4.9J/kg，压力表读 数为2.452X 105Pa，泵的效率为70%，水的密度p为1000kg/m3，试求：(1) 两槽液面的高度差H为多少？(2) 泵所需的实际功率为多少kW?(3) 真空表的读数为多少kgf/cm2?解：(1)两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得:u2 pU2gH2+ + p2 = gH + 2 +P + S hPf,2-3其中，2=2.45X105Pa,H=5m,i=Vs/A=2.205m/s2鸟=0,p=0,=2.20522.452 x 1054.9代入上式得： H = 5 += 29.74m代2 x

30、9.81 1000 x 9.81 9.81(2)泵所需的实际功率在贮槽液面0-0与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有:f ,03gH + 华 + P + W = gH + 竺 + p + S h02 p2 p其中， S f 3 = 6.864.9J/kg,U2= U3=Sp= p3=0, H=0,H=29.4m363600N = N 疽=4.27kw / nx1000 =10kg/s代入方程求得：W298.64J/kg Ws =匕p故 N = W x W = 2986.4w，=70%(3) 真空表的读数在贮槽液面0-0与真空表截面1-1间列柏努利方程，有:gH + 冗

31、+ p + = gH + K + p + h0 2 p1 2 pf ,0-1其中，Zhf0i = 1.96J/kg , H=0, u0=0, p=0,/4.8m,=2.205m/s1代入上式得P1 = -1000(9.81 x 4.8 + 2.2052 +1.96) = -5.15 x 104 Pa=-0.525kgf / cm 22如图所示输水系统，已知管路总长度(包括所有当 量长度，下同)为100m,压力表之后管路长度为80m, 管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度 为1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为15m3/h。求：(1)整个管路的阻力损失，J/kg； (

32、2)泵轴功率， kw； (3)压力表的读数，Pa。解：(1)整个管路的阻力损失，J/kg；由题意知，u = *A = 15= 2.12m / s/ (3600x 0.052 x；)U2 =0.03 x 100 x 2.12220.052=135.1J/kg(2)泵轴功率，kw；在贮槽液面0-0与高位槽液面1-1间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有:gH + 冗 + 乙 + W = gH + 2 +02 p e22 普 + Z hf .1其中， Zh = 135.1J/kg,u= u=0, p= p=0 (表压)， H=0,H=20m01100代入方程得：W = gH + Z hf15，W

33、 = V p = 3600 x 1000 = 4.17kg / s=9.81x 20 +135.1 = 331.3J / kgN = W xW = 1381.5w,n=80% N =n =1727” = E四、化工原理蒸馏部分模拟试题及答案一、填空1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。2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）。3分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，冷液

34、体进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远 ,分离所需的总理论板数最少 。4相对挥发度a=1，表示不能用 普通精馏分离 分离，但能用 萃取精馏或恒沸精馏分离 分离。5某二元混合物，进料量为100kmol/h，x0.6,要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为_6邕7 kmol/h 。6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 。7写出相对挥发度的几种表达式a= v / v =A /A =七/七=p。/p。1B p / x x I xB二、选择1已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为C 。A 1.1:1B 1:1.

35、1C 1:1D 0.1:12精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质，使上升的汽相中易挥发组分浓度提高，最 恰当的说法是_J。A 液相中易挥发组分进入汽相；B 汽相中难挥发组分进入液相；C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但其中易挥发组分较多；D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生。3某二元混合物，进料量为100kmol/h，x0.6,要求得到塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为 B。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定4某二元混合物，a=3，全回流条件下xn=0.3，则七了 D（由塔顶往下数）A 0.9

36、B 0.3C 0.854 D 0.794 5精馏的操作线是直线，主要基于以下原因口A理论板假定C塔顶泡点回流B 理想物系D 恒摩尔流假设6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7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 D蛇形塔8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

37、成过量的液沫夹带9二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线三、计算1用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量100kmol/h，易挥发组分xf=0.5,泡点进料，得塔顶产 品xd=0.9，塔底釜液xw=0.05（皆摩尔分率），操作回流比R=1.61，该物系平均相对挥发度a =2.25, 塔顶为全凝器，求：塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；（2）第一块塔板下降的液体组成x1为多少；（3）写出提馏段操作线数值方程；最小回流比。解：（1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；F=D+W=100（1）D x 0.9 + W x

38、0.05 = Fxf = 100 x 0.5 = 50（2）上述两式联立求解得W=47.06kmol/hD=52.94kmol/h（2）第一块塔板下降的液体组成x1为多少；因塔顶为全凝器，OxXd=i = i +（a） x10.9气=a-(a -1) y = 2.25 1.25 x 0.9 =庭。1(3)写出提馏段操作线数值方程；V = V = (R +1) D = 2.61 x 52.94 = 138.17L f = L + qF = RD + F = 1.61 x 52.94 +100 = 185.23,=L ,_Wx = 185.23， 47.06x0.05 贝gym+1 Vxm -V

39、138.17Xm - 138.17=1.34x - 0.017m(4)最小回流比。泡点进料，q=1, x = xf = 0.5axyq - 1 + (a 1) xq2.25 x 0.51 +1.25 x 0.5=0.692Rmin0.9 - 0.6920.692 0.5=1.0832用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95 (以上均为 摩尔分率)。原料液为气液混合进料，其中蒸汽占1/3(摩尔数比)。苯-甲苯的平均相对挥发度为2.5, 回流比为最小回流比的2倍，试求：(1) 原料液中汽相及液相的组成；(2) 最小回流比；(3) 若塔顶采用全凝器，求从塔顶

40、往下数第二快理论板下降的液体组成。解：(1)设原料液液相组成为X；，汽相组成为F (均为摩尔分率)XF = 0.4则2 x + 1 y = 0.43 F 3 F,2.5xy =fF 1 + 1.5xF联立(1)式和(2)式，可得:(1)(2)x； = 0.326y； = 0.548(2)R =七qmin y x所以(3)q=2/3,(3)2.5 xJ =1 +1.5 x联立(3)和(4)可得：x = 0.326R = 0.95 - 0.548 = 0.402 = 1 8min = 0.548 0.326 = 0.222 =精馏段操作线方程为R=2X 1.8=3.6Rj =x+1R +1 nx

41、3.6+ DR +1(4)j = 0.5480.9546 x + 切甘=0.783x + 0.207=Xd = 0.952.5 x11 +1.5 x1气=0.884j 2 = 0.783气 + 0.207七=0.899=0.7810.899 = 2*1 +1.5 x23用常压精馏塔分离某二元混合物，其平均相对挥发度为a=2,原料液量F=10kmol/h，饱和蒸气进料， 进料浓度Xf=0.5（摩尔分率，下同），馏出液浓度xD=0.9,易挥发组份的回收率为90%，回流比R=2Rmin， 塔顶为全凝器，塔底为间接蒸气加热，求：（1）馏出液量及釜残液组成？ （2）从第一块塔板下降的 液体组成xi为多少

42、？ （3）最小回流比？ （4）精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h？（5）提馏 段各板上升的蒸气量为多少kmol/h？解：（1）馏出液量及釜残液组成;0.90 Fx = DxDD = 0.9 *10 x 0.5 = 5kmol/ h0.9F=D+WW=F-D=10-5=5kmol/hDx + Wx=FxFFx - Dxfw10 x 0.5 - 5 x 0.9 =0.1（2）从第一块塔板下降的液体组成xi；oxj = 11 1 + (a-1)x1塔顶为全凝器，故 j=x = 0.9，j1= 0.82 a (a 1) j1（3）最小回流比；饱和蒸气进料q=0,y = x = 0.5Ox由 y = 1 + (a 1)x得Xq = 0.33 ,q(4)精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h；RminXD - yq0.9 - 0.50.5 0.332.35V= (R+1) D= (2X2.35 + 1)X5=28.5kmol/h(5)提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h0V=V- (q-1) F=28.5-10二18.5kmol/h