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1、 1 2007-2008 学年第二学期 2006 级 化学工程与工艺专业 化工原理 A 卷 参考答案及评分标准 一、填空题（每空 1 分，共 20 分）1.均相液体混合物 各组分挥发能力（度）的差异 2.简单蒸馏是一次部分气化与部分冷凝，而精馏则是多次部分气化与部分冷凝 3.五 过冷液体 小于 4.易挥发组分 难挥发组分 常规蒸馏方法 5.0.41 0.63 2.46 6.难溶 7.升高 降低 8.湿物料表面的湿分（水汽）分压大于干燥介质中的湿分（水汽）分压 热量传递和质量传递 9.0.028 112.2 10.化学吸收 二、单项选择题（每小题 2 分，共 20 分）1.C）2.A）3.A）4
2、.C）5.A）6.A）7.B）8.B）9.A）10.B）三、简答题（每小题 5 分，共 15 分）1.由于设计或操作不当（1 分），诱发某一原因，使得气、液两相流动不畅（1 分），导致液层迅速积累，以致充满整个塔板之间的空间（1分），破坏塔的正常操作，此现象称为液泛。根据液泛发生原因不同，可分为两种不同性质的液泛，过量液沫夹带液泛（1 分）和降液管液泛（1 分）。2.自由水分：湿物料中大于平衡含水量，有可能被湿空气干燥除去的那部分水分。（1 分）平衡水分：等于或小于平衡含水量，无法用相应空气所干燥的那部分水分。（1 分）结合水分：借化学力或物理化学力与固体结合的水分。固、液间结合力较强。（1.
3、5 分）非结合水分：只是机械地附着于固体表面或颗粒堆积层中的大空隙中（不存在毛细管力）的水分。固、液间结合力较弱。（1.5 分）3.(1)气液两相的摩尔流量沿塔高变化较大（1.5 分）高浓度气体吸收吸收量大，在不同塔截面上有不同 qnL/qnG值。(2)过程伴有显著的热效应（1.5 分）对于溶解热较大的操作，热效应大，不同塔截面处温度不等，从而使过程成为非等温吸收过程。(3)传质系数不是常数，与浓度及流动状态有关。（2 分）四、蒸馏计算题（共 20 分）2 1、（10 分）解：由精馏段操作线方程 111RxxRRyDnn知 2 分 8.01RR，解得 R=4 1 分 172.01RxD，解得
4、xD=0.86 1 分 将提馏段操作线方程与对角线方程 y=x 联立 xyxy018.03.1 解得 x=0.06，即 xw=0.06 2 分 因是泡点进料，q=1，q 线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，2 分 将两操作线方程联立 018.03.1172.08.0 xyxy 2 分 解得 x=0.38 即 zF=0.38 2、（10 分）解：已知 xn-10.41，xn0.28，全回流条件下 yn+1xn0.28，ynxn-10.41 2 分 第 n 块实际塔板的气相默弗里效率为 1*1nnnnmVyyyyE 1 分 第 n 块实际塔板的液相默弗里效率为*11nnnnmLxxxxE 1
5、 分 又49.028.0)147.2(128.047.2)1(1*nnnxxy 2 分 22.041.0)147.2(47.241.0)1(*nnnyyx 2 分 所以619.028.049.028.041.01*1nnnnmVyyyyE 1 分 3 684.022.041.028.041.0*11nnnnmLxxxxE 1 分 五、气体吸收计算题（15 分）解：（1）丙酮的回收量和回收率 根据 pVnRT，qnGpV/RT1013001500/（8314298）61.33kmol/h 1 分 已知 y10.05，y20.00263 回收量61.33（y1-y2）61.33（0.05-0.00
6、263）2.91kmol/h 1 分 回收率（y1-y2）/y1（0.05-0.00263）/0.0594.7 1 分（2）操作液气比和吸收剂用量 已知 x10.0198，x20，根据全塔物料衡算，操作液气比4.200198.000263.005.02121xxyyqqnGnL，1 分 吸收剂用量hkmolxxyyqqnGnL/19.1474.233.612121 1 分（3）气相总体积传质系数 y1y1-mx10.05-20.01980.0104 1 分 y2y2-mx20.00263-200.00263 1 分 00565.000263.00104.0ln00263.00104.0ln21
7、21yyyyym 38.800565.000263.005.021mOGyyyN 1 分 hHOGNOG8.38（G/Kya）1 分 Kya8.38G/h 已知 h3m，依据题意，GqnG/（0.7850.82）61.33/（0.7850.82）122.07kmol/（m2h）1 分 Kya8.38G/h8.38122.07/3341 kmol/（m3h）1 分 （4）由于吸收因子 AL/mG2.4/21.21，1 分 如果填料层为无限高，塔顶出现平衡，1 分 此时出塔气体的极限浓度为 y2mx20 1 分 依据全塔物料衡算，4.22121xxyyqqnGnL，4 出塔液体的极限浓度为 002
8、08.004.2005.04.22211xyyx 1 分 六、干燥计算题（10 分）解：已知 t025，H0H10.00755kg/kg 干空气，1 分 I1125kJ/kg 干空气，t250（1）空气经预热后的温度 根据焓的定义式 I11.01t1+（2490+1.88t1）H0，1 分 1251.01 t1+（2490+1.88t1）0.00755 解得 t1103.7 1 分（2）比空气消耗量 对于绝热干燥，空气在干燥器内为等焓过程，即 I1I2 1 分 I21.01t2+（2490+1.88t2）H2125 1.0150+（2490+1.8850）H2125 解得 H20.0288 1 分 比空气消耗量水干空气 kgkgHHqqlmwmL/1.4700755.00288.01112 2 分（3）干燥产品量 对于绝热干燥 PqmL（1.01+1.88H0）（t1-t0）1 分 已知 900 kW900kJ/s，1 分 900qmL（1.01+1.880.00755）（103.7-25）解得 qmL11.2kg 干空气/s40320kg 干空气/h 1 分