化工原理下 考试大题.docx

y-=急kJm'湿空气=726Um'湿空气(2)111原湿空气在干燥器中获得的水分由4=35C、I2=1.=104kg绝干气求出空气离开干燥器时的湿度=0.027kg.'kg绝干气。故1m*原空气获得的水正崎为h'h'=。©常009U11原湿空气=00214kJm'原湖空气，3)Q,=1.TJ=72.6×2=145.2KJ16在连续操作的精镭塔中分别两组分志向溶液.原料液流址为5()kmo1.11h.要求饱出液中易挥发组分的收率为94%.已知精饿段操作级方程为Y=0.75x-0.238;q税方程为y=2-3,r.试求U)操作回流比及缁出液S1.成：(2)进料热状况卷数及原料的总组成：3两操作戏交点的坐标值与及X：(4)提慵段操作战方程2M(1)峪操作回流比及锻出液组成由遨给条件,得及解得R=3,.Xb=0.952(2)进料热状况参数及原料液机成由于及解得g=075(气液混合进料>,*=0.5(3)两操作战交点的坐标值与及”联立愫作及q线两方程，即y三0.75x+0.238y=2-3x解得.t=0.4699及治=0.5903(4)提匐段操作线方程其一鼓求达式为式中有关参数计算如下0.94×50×0.51.1.q°1,-1.,kn>1.*h24.68kmo1.,hXd0.952Va.w=(/Ar-4<>=(50-24.68JknioMi=2S.32kmo1.h0.,(1-0.94)x50x0.5=00$92击25.32<x.=4,>+Wj=(3×24.68+0.75×50)k11>1.h=111.54knhq«、.=rt1.-<7n,u=(H1-54-25.32)kno!.)=X6.22km)!h则/=1.1.1.y_213200592=1294.t-0,0173986.2286.2217在始终径为0.8m的填斜塔内，用清水汲取某工业废气中所含的二氧化硫气体,已知混合气的流状为45kmMh,二枇化硫的体积分数为0.032.操作条件下气液平衡关系为Y=34.5X,气相总体积汲取系数为00562kmo1.(ns),若汲取液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%,要求回收率为98%.求水的用(kg')及所需的填料层高度.3.监r=0.0321-0.032=0.0331X=X(I-以)=0.033IX(I-0.98)=0.000662YO0331X *=4=坐I=9694XKT,m34.5XI 三0.76X1*=0.769.59404=7.291×104恺性气体的流I*为quv=45x(1-0.032)kmo1.h=43.56kmd/h水的用最为如3=4356(0Q33-0三662)kmo1.h=1.938>d0,kgUhX1-X,7.291XIO-4-0qnt-1.938×10'X18kgh-3.488xIO4kg/h43.56/3600n=0.429m求填料层高度KytQ.0.0562×0.785×O.82Y1.=Y1.-Y*=0.033I-34.5×7.291×I0m=0.00795K=K-K*=0.000662-34.5×0=0.000662At=V-AX0.00795-(1(X)06621.n三三().000662=0.00293NoO=厘=°°33"O<三62=uo7gAYtt0.002937.=f1.jtjA.=11.07×0.429m=4.749m2.在一连续精慵中分别不、甲茶的混合,进料量为100kmO1.h,原料液中笨0.4.塔顶谯由液中米的回收率为83.3%,塔底慵出液中含藻0.1(以上均为摩尔分数)，原料液为饱和液体进料，笨甲米的相对挥发位为2.5.回流比为最小W1.流比的3倍,塔底为主凝涔.(1)匐出液及釜残夜M(2)塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体埴.(3)黑开塔痍第一层理论板的液相组成解：(1)日出液及釜残夜斌F=D+W=>Fxr=Dx1.i+Wxw/=.=0.838%D,=0.838,.1i,(0.162Evr)0.162*I(X)*0.4oj1.t1.W=-=M.Sbno1.Ihx“O1.O=F卬=100-64.8=35.2hm>1.hx,=0.952(2)塔釜产生的蒸汽量及塔顶回流的液体质。Raiin=-勺)当原料液位饱和液体进料时q=1.XQ=XFRmin=(-Cf(1.-XD)/(1.-XF)/(a-1.)=0.>5W.4-2.5*(1-O.952)(1-0.4)J(2.5-!)XF=1.453R=3Rni1.1./D=>=D=3m,D=3*1.453*35.2=I53Akmo1.IhV'+IV=1.'=>V'=1.'-Wz=1.+F-W=153.4+1.()0-64.8=188.6w(3)离开塔Ri第一层理论板的液相殂成X”=0.952y=<7.v1.+(-1.).vy-Xf)=0.952a=2.50.952=2.5X/(1+1.5a).v=0.8883.一连续干燥器中,每小时处理湿物料100Okg经干燥后物料含水Ift有8%降至2%（均为湿暴湿度为0.009kB水kg,绝干气的旗新空气珞预热器预热后进入干燥涔后空气湿度为0.022kg水kg绝干气。（1）水分蒸发量（2）被新空气的消耗1.解；（1）水分蒸发比G=G*（I-叱）=1000+（!-0,08）=920kh第一种解方法：G2=C,（1.-W；）/（1.-W,）=920/（1.-0.2）=938.8JIhW=G1-G,=1.000-938.8=6!.2kg1'h=0.0!7kgs其次种解方法：X1=H(I-VV1)X,=VK(I-VK)W=G(Xt-X2)代入数据解得W=61.2kg(2)新空气的消耗量.1.=W,/(H2-W1)=61.2*(0.022-0.009)=4707.7依Ih簇新空气消耗砧：1.=1.a+HJ=4707.7*(1+0.009)=4750依Ih4 .姆小时将1500Okg含素40%(质疑分数下同)和卬苯60%的溶液，在连续精擀塔中进行分别，要求釜残夜中含茶不高于2%,塔顶馅出液中奉的回收率为97.1%.(p171-4>(1)求出饱出液和釜残液的流量及组成以及摩尔流量及摩尔分数表小.解：一的摩尔质景为78,甲苯的摩尔皮景为92进料组成牛=40/784()/78+60/92=0.44釜残液细成XW=2/782/78+98/92=0.0235原料液的平均摩尔质量A1.r=0.44*78+0.56*92=85.8依趣意知。，/R=0.971所以。=0.97P175i*0.44tD全塔物料衡豫D+W=F=15D1+O.()235W,=175*0.44联立式a.式b、式c.解得D=80.()加W/,W=95.05)/?,XD=0.9355 .在一单充程、四管程管光式换热零中.用水冷却热油冷水在管内流淌,进口温度为I5C,出1谓度为32C,.热油在克方流淌.进I1.温度为20P,出I1.温僮为40C,热油流量为1.25kgs,平均比热容为1.9KJ(kg*C),若传热的总传热系数为47QW/(m'*C),试求换热器的传热面枳.(p2364-8)解：换热零传热而税可依据总传热速率方程求得,即,换热器的传热Ift为Q=Whc1.1.6(Tt-T2).25*1.9*10'(12010)二19OkW1-4型管克式换热器的对数平均温度基先按逆流计算，即.f2-1(120-32)-(40-15)i*=E.f,In1.n三=50oC40-15i度差校正系数为：R=t1.-三120-40三4j7P=HaZI1=。624432157；-r1120-15由图4-17小)中查褥：iiu=().89,所以M'=0.8950=44.5oC故S=J坨1*而KMm470*44.5E6.在华效蒸发器中招每小时5100kg、20NaOH水溶液浓缩至50%,原料液温改为60匕平均比热容为3.IKJ/(kg*C),加热蒸汽及二次蒸汽的肯定压强分别为100KPa及50KPa.操作条件下溶液的沸点为126t,总传热系数为K=1560"<KJ(mC),加热蒸汽的冷微馆和水花饱和温度下解除。热损失忽视不计.试求(1)考虑浓缩热时加热蒸汽消耗量及单位蒸汽消耗贵传热面积(2)忽视浓缩热时加热蒸汽消髭信及单位蒸汽消耗鼠若原料液的星位改为30C及126C,分别求一项。(p3105-3)解：从附录分别查出加热蒸汽、二次蒸汽及冷凝水的有关参数如下100kPa:蒸汽的培H=2742.1.kjkg,汽化热1-2138.5kJkg冷凝水的培儿=603.61kjkg,温度T=143.4SokPa:蒸汽的培H'=2644.3kJk,汽化热r'=2304.5,温度T'=81.2(1)考虑浓缩热时加热舞汽消耗最及单位蒸汽消耗餐蒸发嵬W=F(1.-=540(X1-)=3240kjkx1.0.由图5-11告出60时20%OH水溶液的焰、126时50VOH水溶液的培分别为%=210kjkg,h,=620kj/kg用式5TIa求加热蒸汽消耗量，即D_W“'+(F-W)%-%一3240*2644.3+(5400-3240)*620-5400*2152318.502kj/kg传热而枳=Or=4102*2138.5=8772*10,kJk=2437kUKU=1560WKnr*。C)=I.56AW/(w'),j=I43.4-I26=I7.4oC所以SO=_"37_=89.78病°1.56*17.4取20%的平安系数，则S0=1.2*89.78=107.7，（2）忽视浓缩热时忽视浓缩热时按式5-21计算加热蒸汽消疑衣，因忽觇热损失，故式5-21改为VVr'+(f13240*2304.5+5400*3.4(126-60)D=2138.5=4058kj/kg由此看出不考虑浓缩热时约少消任1%的加热蒸汽，计眸时假如决乏溶液的结浓数据,Ur先按不考虑浓缗热的式5-21计芽，最终用适当的平安系数加以校正，变更原科液逊度时的状况阻料液为30。C时：324()«23(45+5400*3.4(126-30)2138.5=4316kj/kg原料液为126时:小型”空竺卫2型生理2138.5=3492kj/kg=DX1,/FX1=0.8DT=O.533(2分)DF=<Xf-XwMXIt-Xw)=O.533Xw.=0.0857(2分)1.'Z'=ED=1.876<1分)W,v,-