化工原理课后思考题下册(管国锋).docx
第六章气体吸收
以下讨论貝限于单纟R分吸收或解吸，即气相屮只含有溶质气体A及悄性气体B。气相屮A的摩尔分数以y表示，液相中A的摩尔分数以x表示。设情气完全不溶于液相，吸收剂完全不挥发。
1）吸收是__________ 的过程。（答：气体溶解于液体）
2）吸收最广泛的用途是通过适当的吸收剂以 ______________ 。（答：分离气体混合物的组分）
3）对吸收剂的要求主要是_____________ o （答：对欲吸收的溶质气体溶解度大，选择性好，溶解度对温度改变的变化大，挥发度小，无毒，价廉，易得）
4）二元气相物系，分子扩散系数D AB与D BA的关系是：D AB ______ D BA。（答：=）5）气相分子扩散系数D AB值正比于绝对温度T的_____ 次方，反比于绝对压强P的 ____ 次方。（答：1.5, 1）
6）液相分了扩散系数D AB值正比于绝对温度T的_____ 次方，反比于液相粘度g的 ____ 次方。（答：1, 1）
7）以J A J B表示组分A,B的分子扩散通量，以N A,N B表示A,B的传质通量。在精僧操作屮，
|J A I ____ |J B I‘N A_____ J A。（答:=‘=）
8）在吸收过程，存在着___ 流动，N A_____ J A，|J A I ____ |J B|O（答：主体，＞,=）
［分析］理想气体恒温恒压意味看单位体积气体的摩尔数恒定。当二元气体物系在恒温恒
压下A、B分子相向扩散，必然是彼此填补对方移动腾出的空间。这好比一个公共汽车内车尾的乘客在下一站就要下车前，在向屮门移动过程屮同不下车的乘客“调一调”位置，彼此相向移动，但摩尔密度不变。这就是|J A|=|J B|O无论是吸收或精催，只要是二元物系满足上述条件，|J A冃J B I的结论都成立。如果公共汽车正面对红灯停车，则|J A I=N A,如精催
过程；如果公共汽车正在缓缓向前行驶靠站，使站台上等车的乘客认为B并无位移，这就如吸收过程。显然，站台上的人看到A的位移通量比A相对于公共汽车的位移通量大，即NR A，以上仅是个比喻，很粗略，仅适合二元物系
9）在气相屮进行着组分A由1截面至2截面的分了扩散，纽分A在1, 2截面的摩尔分数
分别是力与y2?则“漂流因子'之值= _____ o （答：1/（1 —）九”，1/（1 —刃…是（1沪）与
（1-Y2）的对数平均值）
10）______________________________________________ 对一定气液体系，温度升高，溶质气体的溶解度___________________________________ ,相平衡常数_________ o （答: 下降，增大）
11）________________________________________________________ 已知亨利系数E,总压P,两者单位相同，则相平衡常数 ______________________________ o （答：E/p）
12）以水吸收空气,SO?混合物中的SO2,已知m=20.17, y=0.030, x=4.13x10'4,当以ZXy
为推动力，则_________ ，当以Z\x为推动力，则x*?x= __ 。（答：2.17XW2, 1.07XW3）13）在对流扩散的吸收过稈，在气相侧，A的扩散通量弘=%（丫?刃），在液相侧,N A=k x Cx r x）0
式屮下标i表示气液界面。已知相平衡常数为m,则以为推动力的相际总传热系数Ky 的计算式为：1/0= ___________ ,以z\x为推动力的相际总传热系数晨的计算式为1忆= ________ 。
（答：1 /ky+m/kx, 1 /kx+1/（ mk y））
14）____________________________________________________________ 在吸收过程屮，当气相阻力〉液相阻力，（气相阻力/总阻力）可用____________________ 或 ____ 表示。当液相阻力〉气相阻力，（液相阻力/总阻力）可用__ 或____ 表示。（答：
Ky/ky,（y?yi）/（y?y *）,K/kx,（Xi?x）/（x *?x））
15）双膜理论的要点是：①临近界面的气液流动必为层流；②可把层流适当延伸，使Z 包含
了湍流及过度流的传质阻力。这种延伸的层流层称为“虚拟层流膜S可认为界面上气液处于平衡态。于是，吸收阻力全在于气液两层“虚拟层流膜"上。③_____ 。（答：若操作条件固定，则设备内进行着定态传质）
16）某逆流填料吸收塔，塔截面积为0.8m2,在常圧，27°C下处理混合气流量为1200m2/h,则气体的摩尔通量G= ____ kmol/ （h m2）。（答：60.91）
［分析］根据pv=nRT公式，把v的单位看成m'/h, n的单位看成kmol/h
17）____________________________ 低浓度气体吸收的特点是：。（答①全塔气液摩尔通量G、L均为常量；②全塔
等温吸收；③ky,kx在全塔均为常量）
18）_______________________________________ 在填料吸收塔或解吸塔屮，操作线表示o （答：同一塔的横截面上气相浓度y
与液相浓度x之间的数量关系）
19）
某吸收操作情况如附图所示。已知y*=1.5x,则（L/G）与（L/G） min的比值卩= ____ 。（答:1.278）
极限值Lmin时,X］增大到愈力在塔底平衡的X］*,此题,
(厶/G)価=(卩一儿)/()\ /加)= (0.020-0.0040)/(0.020/1.5) = 1.20 ,
L/G =（0.02一0.004）/0.0090 = 1.78, ：./3 = \.48
20）在常压逆流填料吸收塔屮，以清水吸收空气与某可溶组分A的混合气屮的A,旳=0.03,吸收率n=0.95,已知解吸因数为0.80,物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.030,则x尸_______ o（答：0.0228）
［分析］--般相平衡常数m值是可杳的，是已知值，但此题却以“与入塔气体成平衡的液
相浓度为0.030”间接给出了m, 一般（mG/L）值是m与L/G均已知后算得得，但此题却把（mG/L）作为已知值给出。像这样的考察基木概念及解题技巧的题并不多见。I m=y!/x1 *=0.030/0.030=1.0, mG/L=0.80, AL/G=1.25,又，y2=yi（l?〃）=0.030X （1-0.95） =1.5 X10二由L/G= （0.030-0.0015） /Xl=1.25, AX| =0.0228
21）在逆流填料吸收塔中，以纯溶剂吸收某气体混合物屮的溶质气体，己知气相摩尔通量G=60.91 kmol/（h m2）,气相体积总传质系数K ya= 100kmol/（h? m'）,填料层高4.0m,体系符合亨利定律且吸收因数为1.20,贝IJ吸收率尸__ o （答：0.9226）
［分析］此题H=4.0m, HoG=G/Kya=60.91/100=0.6091 m,所以N OG=4.0/0.609 1=6.567,接下去就是以N OG求?7。计算N°G的吸收因数法比对数平均浓度差法用得更多。下列公式应熟记: %=&吨j"%节釜+吆］
%=花古+，"% 知0）
代入数据后，可解岀77=0.9226
22）某厂使用填料塔，以清水逆流吸收混合气屮的有害纟H?分A,已知填料层高&0m,
y1=0.060,『2=0.0080, X］=0.020, y*=2.5x。该厂要求尾气排放浓度降至0.0050,准备另加一个塔径、填料与原塔相同的填料塔，二塔串联操作（气液均串联），气液流量及进塔浓度均不变，贝噺加塔的填料层高度为_________ mo （答：4.66）
［分析］原塔，L/G= （0.060-0.0080） /0.0202.60, mG/L=0.9615, “=0.8667,由吸收因数法算得N OG=5.80.两塔串联示的操作从效果上看相当于在原塔基础上增加填料层高度。因前、后情况的H OG相等，故H,/H=N0G,/N0G O在后来情况mG/L=0.9615, "-0.9617,由吸收因数法算得,N OG-9.175,则H,=H-（N O G，/N O G）=8.0x9.175/5.80=12.66m,新增塔的填料层需4.66m 23）在气相控制的逆流吸收塔屮，若气、液流量保持原比例不变且同时增大，其他条件不变，则可 _____ 。（答：减小）
［分析］所谓气相控制，一方面表示1/ky》m/kx，Ky=ky,另一方面表75 k y^G m, ky与L无关。因k y-G m屮的m恒小于1,故随着G增大，H OG增大。所谓其他条件不变，指仍未原塔H, m, y（, X2均不变。又因此题规定L/G不变，故前后操作线平行，而且操作线的两端点都在y=力和x=x2两条直线上。因后来情况N OG减小，其操作线只能比原来更远离平衡线，使y? 增加，故〃减小。如果此题改为液相控制，分析方法一样，得出的结论也一样。所不同的定, 是采用了H=H（）L-N（）L公式，?等于気，k x ocL n, n 24）某气相控制逆流吸收塔，若其他操作条件不变，只是操作压强增大。设亨利系数与压强无关，则丫2 _____ ，X! _____ 。（答：减小，增大） ［分析］m=E/P,P增大则m变小，若y2‘ =y2,又L/G不变，则操作线不变。显然，在p增大后，此操作线与平衡线间的距离拉开了，N OG'减小了。再考察P对H OG的影响o Hoa=G/K ya, l/K ya=l/k ya+m/k xa,又，p对ky、kx均无影响。可见,只有m受p影响。但在气相控制情况下，液相阻力可略，因而可判断，H OG与p无关。既然H, Hg在增压后均不变，则N OG亦不变，要满足这条件，只可能是上述操作线向下平移的结果，即丫2‘勺2, x/ >x10本题是考察平衡线改变对操作效果的影响。不仅p改变影响平衡线，操作温度改变亦影响平衡线。不过，温度改变一般只局限于对平衡线的煤响，假设温度对气液物性无煤响。 25）某液相控制逆流吸收塔，若气流量增大，其他操作线条件不变，则塔底液相“____ , 塔顶气相y? ______ 。（答：减小，减小） ［分析眦题情况，塔顶进液浓度X2不变，塔底进气浓度力不变，故操作线的两点必在X=X2 及尸力两肓线上。当G增大，L不变，设X］' =X1,由于L/G变小，操作线成“a线”，显然N OL' 26）某逆流填料吸收塔，液相控制，若Y1增大，其它操作条件不变，则y2__ , xi ______ 。（答：增大，增大） 27）某逆流填料吸收塔，气相控制，若G增大，其它操作条件不变，则y2__ , x, ______ 。（答：升咼，升咼） 28）逆流吸收，A=0.5,若填料层无限高，则必会在塔______ 平衡。（答：底） ［分析］A= （L/G） /m,表示操作线斜率与平衡线斜率之比，A=0.5,则（L/G） 29）__ 某填料塔，用纯的洗油逆流吸收空气屮的苯，已知yi=6.0%, y2=0.50%, x,=0.20, y*=0.20x, 为了改善填料润湿情况，拟采用吸收剂循环流稈，设气体处理量G及纯洗油用量L不变，吸收率不变，其他操作条件不变，令0为循坏液与纯洗油的摩尔流量Z比，则最大的0值为o （答：0.143） ［分析］依题意，最大循环液量时相当于塔顶平衡，即混合示进塔液体浓度x（）与力平衡，故x o=y2/m=O.0050/0.20=0.025 混合:&xi+x2= （1+0） x0,即0.200+0= （1+0） xo.025 所以最大&=0.143 30）以洗油吸收苯的吸收与解吸联合流程如附图所示。已知吸收塔内y*=0.125x, L/G=0.18,气相控制，解吸塔内，G/L=0.40, y*=3.16x,液相控制，则幻= ______ ,吸收塔N（）G= _________________________________________________________ ， 解吸塔N（）L= __ o （答：0.106, 5.519, 7.180） 贫油富油 『2=0.0020 X2=0.0060 X4Y4 [分析]吸收塔内：L/G=0.18= (0.020-0.0020) / (x r0.0060), Axi=0.106, mG/L=0.6944 “宠洼+吆] 1 . r/1 n “/八0.020-0.125x0.0060 门“‘刖 = ------------ l n[(l 一0.6944) -------------------------- + 0.6944] 1-0.6944 0.0020-0.125x 0.0060 = 5.519 解吸塔内：A=L/(mG)=0.7911 匕ln[(l - A)丸二^ + A] i-A x5 -儿 /m =——'——ln[(l-0.7911)(-'06 +0.7911] 1-0.7911 0.0060 = 7.180 31）承30）题，含苯煤气及过热蒸气流量均不变，把液体循环量增加一倍，其他操作条件不变，已知解吸塔内Kg oo L0,66,则x2= _______ , Xj= _____ , y2= 0.07256, 3.717X10'3） ［分析］液体循环量增大麻，xi,X2,y2,y4均未知，须有4个独立方程才能解出，按题总，y4不必求，则需排出3个方程，以下是3个方程式： a）吸收塔L/G=0.36, mG/L=0.3472 含苯煤气 yi=0.020 X3 过热蒸汽y3=0 。（答：0.02733, L/G=0.36= (0.020-y 2) /(x r x 2) ........................ ① b)解吸塔：A=1.582 % = N OL /N OL =(L/L)034 = 2034 = 7.180/C .?.N ；M = 5.672(以下去掉“’) 心小72二点吨1-1.582)十 + 1.582] 即 X|=2.655X 2 .................................... ③ 把③式代入①式,得y 2=0.020-0.5958x 2④ 将④式代入②式，得 X 2=0.02733,由此可得， x I =0.07256,y 2=3.717xl0-3 = 5.519 = 1 1 — 0.3472 ln[(l-0.3472) 0.020 — 0」25兀 y -0.125兀2 + 0.3472] 第七章液体蒸馅 本章只讨论A、B二元体系，汽相屮易挥发组分A的摩尔分数以y表示，液相中则以x 表示。在精镭操作屮，进料、塔顶产品及塔底产品摩尔流量分别以F、D和W表示，冋流比以R表示。A对B的相对挥发度以a表示。 1）________________________________ 蒸馆分离的依据是o （答：不同组分挥发能力存在差异） 2）__________________________________________________________________ 以汽液平衡时的y、x表示A对B的相对挥发度，则a AB= ___________________________ 。（答：［y/（l-y）］/［x（l-x）］） 3）_____________________________ 精憎操作的特点是。（答：塔顶有液相冋流） 4）_______________________________________________________ 精馆操作时，在塔板上汽液接触的泡沫层中，液相进行着____________________________ ,汽相进行着_______ o （答：部分汽化，部分冷凝） 5）________________________________________________________________ 精镭操作对于非加料、非出料板，恒摩尔流假设的基本条件是_________________________ o（答：绝热, 饱和液体及饱和蒸汽流进塔板，A, B两组份的摩尔汽化潜热相近，饱和液体的摩尔焙与组成无关） 6）__________________________________ 精馆段操作线方程的推导，须以__ 为控制体，并对组分A作 ________________________ 求得。（答: 精镭段上面部分塔段与冷凝器，物料衡算） 7）______________________________________ 对于板式塔，操作线方程表示o（答：一块塔板的上侧或下侧的y与xl'uj 的数量关系） 8）__________________________________________________ A、B混合物j的热状态参数q的定义是q= _________________________________________ （以I、i分别表示饱和蒸汽与 饱和液体的摩尔焙，以ij表示该混合物的摩尔焰）（答：（I-ij）/（I-i）） 9）过冷液体q_1,过热液体1 （答：＞,＜） 10）对于单股进料，无侧线出料的精帼塔，q线表示_______ o （答：在乙，q, x w, X D已 定的条件下，随R的改变，精催段与提憎段操作线交点的移动轨迹） 11）"苯■甲苯”精憾分离操作，已知Xf=0.35,q=l,x D=0.88,x w=0.0442,R=1.96,泡点回流,则精僭 段操作线方程为________ ，提镭段操作线方程为__________ 。（答：y n+1=0.662x n+0.297, ym^i=l ?585x m-0.00259） 12）已知某精馅塔操作为饱和蒸汽进料，泡点冋流，其操作线方稈如下：精锚段 y=0.7143x+0.2714 , 提憎段y=1.25x-0.01 , 贝U 其R= ______ ,x D= ______ x w=Yf=_______ o （答：2.5, 0.95, 0.04, 0.6466） ［分析］对精憎段操作线方程，由R/（l+R）=0.7143可解出R, rfl X D/（R+1）=0.2714可解出x“ 对提镭段操作线方程，因通过（Xw，xQ这一点，可解出X w o此外，两操作线交点（Xq,yJ必与q线y=yf相交，可解出yt-o 13）某精镭塔，F=100kmol/h, Xf=0.41,X D=0.95, X w=0.05,则D= ________ k mol/h （答：40）［分tFf］D/F=（x r x w）/（x D-x w）o这是杠杆规则对全塔的一种应用,杠杆规则只用于一分为 二的情况。 14 ）某二元物料精镉分离，已知F= 100kmol/s,Xf=0.40,x D=0.90,Xw=0.010,泡点回流, V=130kmol/h,则R= ____ 。（答：1.967） ［分析］已知F, x f, XD，x w-＞D=43.82kml/h；因进料q=l,故V’ =V=（1+R）D,可算得 R=1.967。 15）若精徭塔冋流进塔的液体是过冷液体，该冋流液的q以qR表示，则精催段液相摩尔流量L _________ 于全凝器冋流液相的摩尔流量L R,且L/L R=_______ 。（答：大，qQ 16）理论板是 ________________ o （答：一种假想的塔板，离开该塔板的汽液相达到平衡）17）除理论板外， ____________ 亦各自相当于一块理论板。（答：蒸镭釜，分凝器）18）理论板的概念不仅适用于非加料、非出料板。而且适用于_________ 板。（答：加料或出料） 19）全冋流操作的特点是 ____________________ o （答：F=0,D=0,W=0,塔顶全凝器的冷 凝液全部冋流进塔，操作线即y ?x 图的对角线，不分精锢段与提镭段，分离稈度最大) 20) ___________________________________________________________________ 某 二元混合物进彳亍全冋流精徭操作，塔板均为理论板，己知a=3.0, Xn=0.3, y n -i= ________ (答：0.794) ［分析］参看右图，因为是理论版，所以％与Xn 平衡，％」与 Xn.| 平衡，又因为是全冋流操作，操作线为y n =x n .lo 根据此两重关 系，即可由Xn 算出yn.|。 21) “苯■甲苯”混合液,组成Xf=0.44,经闪蒸分成组成分别为y 与x 的平衡汽、液相,汽、液相摩尔流量比为1/2,己知a=2.50, 则只 = o (答：0.365) ［分析］在经闪蒸后生成的汽液混合物屮，令q 表示液相占汽液 混 合物的摩尔分数，此q 值与该汽液混合物的热状态参数q 在数 值上是相等的。 由Xf=qx+(l-q)y,可得尸qx/(q ?l)-Xf/(q ?l)。此式与q 线力稈是相同的，根据y=2.50x/(l + l.50x) 2/3 0.44 --- X ---------------- 2/3-1 2/3-1 联立，可解得x=0.365。 22) “苯冲苯”物系进行精憎操作，进料Zf=0.44o 进料为汽液混合物，其屮汽/液(摩尔比) = 1/2,要求 X D =0.96,己知 a=2.50,则 Rmin= _______ 。(答：164) ［分析］这是求最小冋流比的基木题，只需求出进料q 线与平衡线的交点(x c ,y c ),再lt|(x D ,x D ) 与(Xc,yj 两点，由 Rmin=(XD ?yc)/(y 23) 某二元体系精锢塔采用分凝器，如附图所示,已知a=2.0, yi=0.96, x 0=0.95,则 XD = _________ ,L/D= _______ o (答： 0.9744, 1.44) ［分析］分凝器相当于一块理论塔板，故X D 与 X 。 平衡,则 X D =2.0 X 0.95/( 1 +0.95)=0.9744 V 分成D 与L,参看右图，L/D 可由杠杆规则求 得。 24) 某二元混合物采用带分凝器的精憎流稈，如附图所示。己知：a=2.0, L=V/2, x D =0.90, 则 ￥■= V7= _________ (答：0.8591, 0.8265) ［分析］已知 x D ―x 0=0.8182 已知XD ，xo 以及D/L=l,有杠杆规则算得y (=0.8591, 已知y.^^xpxrO.7530带分凝器的精帼段操作线方 稈同样是儿 +严心/(/? + 1) +勺/(/? + 1)，由于R=1， XD =0.90, 故儿+i =(心+兀D )/2，代入X I 得『2=0.8265。 25) 某—.元混合物进行精镉操作，C 知：F=10kmol/s,进料为饱和蒸 =—2/ + 1.32 L V D I ------------------ 1 -------------------- 1 X0=0 95 yl = 0 96 XD=09744 汽,yf=0.5,XD=0.95,Xw=0.10, a=2.0,采用全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热，塔釜汽化量V，是 f 的1?5倍,则回流比R= _____ 。(答：3.488) ［分析］这木是基木犁精馄的很普通的求R的问题，常见的方法是先求出此血，再根据题给出的IVRmin值来确定R，但本题偏偏要求先求出V' min?根据V，/V' min=1.5,确定V，,再算出R,绕了一个圈了，属少见的题型。此题的解题步骤如下： a:已知F, yf, XD，XW D=4.706kmol/s,W=5.29kmol/s b:己知a, yf, q -* x c=0.3333, y c=0.50 c:己知Xc，y c，x D f Rmin=2.70 d:在精幅设计计算屮，为完成题给的分离任务，I叫流比R以及精镭段的液流量L是可变因素，有其最小的极限值。在R或L取最小值，因操作线与平衡线相交，需无穷多塔板，故在此情况下操作以实现题给分离任务是不可能的。但由此提出的极限状态却有分析价值。当冋流比为Rmin，必然塔内液流量为Sn及L' min (因进料为饱和蒸汽,故L m in=L，伽)相应的,V'亦取其最小值V，mi…=V min-W=R min D-W=2.70*4.706-5.294=7.412kmol/s e:因为V=(1+R)D=V' +F 即(l+R)*4.706=ll.12+10 所以R=3.488 26)“苯■甲苯”混合物精镭操作，饱和液体进料，D=75kmol/h,泡点|叫流，精镭段操作线方稈为y=0.72x+0.25,蒸懾釜采用间接蒸汽加热。汽化潜热以r表示，釜液 r=41900kj/kmol,加热蒸汽r°=2140kj/kg,则加热蒸汽耗量为kg/ho (答：5243) ［分析］精僧段，R/(R +1) = 0.72nR = 2.571 因进料q=l ,则V* = V=(1 + /?)D ,故V' =267.8kmol/h ,水蒸汽用量 心=267.8*41900/2140 = 5243*10映g" 27)在某二元混合物精憎操作基础上，当R增大，保持D/W不变，则x D的变化趋势是o (答：增大) ［分析］既要分析XD在新条件下的变化趋势，一般设X’ D=XD。通过讨论，检验此假设是否成立，并判断欲满足新条件，XD的变化的必然趋向。 当X D=X'D,由于Zf不变，D/W不变，故心一x' w,由于R增大，操作线更靠近对角线，离平衡线更远，于是，在精懈段操作线上跨越原定的梯级数示，不考虑最佳加料板位置原则, 便跨入提帼段操作线，必然N' mVNm这说明XD=X' D的假设不成立，同时可判定，要满足总理论板数及加料位置与原来的相同，只有一-种可能，即X’ D>XD。 木题虽主要考察只改变R对操作线的影响，但约束条件如“D/W不变”是不能缺的。假如只考虑R增大，没有任何其他的约束条件，则此题无实解。这一点可有如下分析得出，当R增大时，假设一个x' D，必然能找到一个相应的x' w,使得按前述方法作梯级可同时满足理论板数及加料版位置的要求。因” D的假设有随意性，答案便有无限个。常见的约朿条件为D/W不变，也有其他的，如W不变，如下面一个来白英文版教材的题目所示。 28)附图所示为使川5块理论板的定态双纽?分物系精镭的M-T图。若冋流比由原来的恶R 提高至1.5R且维持原Qb值不变，Qc值则调节到保证蒸汽恰好完全冷凝，试求重新建立的定态操作的D及W值。解释确定x D与x w的定性方法。 ［分析］原来操作： 已知F,Xf, XD，X W D, D=30mol/s R=(0.90-0.65)/(0.65-0.40)=1.0 因为进料q=l,所以V' =V=(l+R)D=(l+1.0)*30=60mol/s 后来操作:R' =1.5,V, =60mol/s,所以60=(l+l?5)D' => D' =24mol/s 则W' =81 kmol/s D' /W' =0.2963 设x' D=X D=0.90,由杠杆规贝（J知X' W=0.2519。因X'D=X D, W>X W, R' >R,即可判断N' m 29）_________________________________________ 间歇精憎有两种典型的操作方式，即与_______________________________________ o （答：X D恒定，R恒定） 30）对于a=l或有恒沸物的一?元物系，用常规精憎方法分离，效果很并，这时宜用特殊精 懾方法，简言Z,特殊精帼是__________________ 。（答：通过加入第3组分，使原来两组分 间的相随挥发度增大） 31）___________________________________ 萃取精憎的特点是。（答：加入某高沸点组分C （萃取剂），在液 相屮C与原纽?分A或B结合而降低其挥发能力，使另一未结合的组分易于从塔顶蒸出）32）___________________________________ 恒沸精憾的特点是o（答：加入某组分C （挟带剂），C与原组分 A或B或A同B结合生成低沸点恒沸物从塔顶蒸出，令较纯的A或B成为塔底产品） 第八章塔设备 1）塔器分两大类，即_________ 塔与 ________ 塔。（答：填料，板式） 2）对塔器的一般要求是_____________________________ 。（答：分离效率高，生产能力大，操作弹性大，气体流动阻力小与结构简单、维修方便） 3）常用的板式塔类型有_____________________________ 。（任写两种）（答：筛板塔，浮 阀塔） 4）有降液管的板式塔，气液的相对流向，对全塔而言为 _______ 流，对每块塔板而言为_______ 流。（答：逆，错） 5）常用的塔填料种类有________________ 。（答：拉西环，鲍尔环，阶梯环） 6） 2吋以下填料在塔内的堆放方式是___________________ o（答：乱堆） 7）令塔内径为D,填料尺寸为d,为使塔内各处空隙率较均匀且气流阻力不至太大，一般D/d= _____________ o （答：8?15） 8）对一定的液体喷淋密度，气体的载点气速指 ______________ 。（答：必须考虑上升气流对向下膜状流动的液体产生曳力的最小速度） 9）对一定的液体喷淋密度，气体的泛点气速指 _____________ o （答：向下流动的液膜增厚到刚把气体通道封闭，形成液相连续，气相分散时的气速） 10）______________________________ 通常填料塔的泛速是依据经验关联图算出的，其屮体现不同尺寸的各种填料 操作特性的参量是______________________ 。（答：Eckert,泛点填料因子0） 11） 轴向混合——气流把液滴往上带及液流把气泡往下带一对汽液逆流传质过稈是 ______ 利因素。（答：不） 12）____________________________________ HETP是指o （答：一块理论板相当的填料层高） 13）令时为气体泛速，u为气体操作气速（二者均为空速），一般推荐u u f o （答: 0.57.8） 14）__________________________________ 筛板塔的孔径山一般为mmo （答：3~8）15）______________________________________ 筛板塔上筛孔的排列方式常用。（答：正三角形） 16）_______________________________________________________ 筛板塔上液流的型式有3种，即_________________________________________________ o （答：单流型，双流型及U形流型） 17）令塔的内径为D,溢流堰长为口，推荐的。（答：0.67.8） 18）当液体从降液管流出，刚进入筛板时，板上设计有一窄长的不开孔区，其目的是 _____________________ O （答：倾向性漏液） 19）当液体横向流过塔板，在流进降液管前，板上设计有一窄长的不开孔区，其目的是_____________________________ 。（答：减少流入降液管的液体屮夹带的气泡量） 20）限定筛板塔正常操作气、液流量的有5条线，即 __________________ （作简图示 意） （答：1.液流量下限线，2.液流量上限线，3.漏液线，4.过量液沫夹带线，5.溢流液泛线） 21）若液流量小于液流下限，会发生________________________ 。确定液流量下限线的依据是_____________________ （答：塔板上液体偏流，溢流堰顶液厚度h ow=6mm） 22）若液流最大于液流上限，会发生________________________ o确定液流最上限线的依据是______________________ o （答：液体在降液管内停留时间不足，未能充分分离其中的气泡，造成气体轴向混合，H T A/L S二规定的停留时间） 23）漏液线是依据___________________________ 经验关联图线作的。其基本观点是 __________________________ o （答：Davies的“板上液层厚h?干板阻力九”气体流过塔板的阻力=干板阻力+液层阻力，当干板阻力/液层阻力W某特定值时便漏液） 24）过量液沫夹带是指每kg干气夹带的液滴的kg数5大于等于_________ 的情况。（答： 0.1） 25）溢流液泛指____________________ ，对一定结构的塔板，溢流液泛一般发生在 ___________ 的情况。（答：由于降液管内的页曲升高到上层塔板的溢流堰顶而导致淹塔， 气液负荷皆大） 26）若液流量在正常操作范围内，但气相流量过大，可能发生_______________ o （答：过 量液沫夹带或溢流液泛） 27）气相默弗里效率E m?v=（yn-yn+i）/（y*n-y n+i）,其屮y5%是与____________ 平衡的气相组成。（答：x n） 28）液相默列里效率Em,l=（X“|?Xn）/（Xn十X*n）,其屮X s%是与 _ 平衡的液相组成。（答：y n） 第十章 木章所指的湿空气为绝干空气与水蒸汽的混合物，湿空气的总压，如无说明，均指latm （绝压）。湿物料的湿分均为水分。 1）_______________________ 湿物料去湿方法有________________ 法、法与法。（答：机械、干燥、 化学） 2）__________________________________ 干燥的特点是。（答：通过对湿物料输入热能，使湿分汽化， 并将湿分蒸汽移走） 3）______________________________________________ 根据热能输入方式的不同，干燥操作的类熨有_______________________________________ 式、__________ 式、_________ 式和__________ 式。（答：热传导、对流传热、热辐射、介电加热） 4）__________________________________ 对流干燥的特点是。（答：对流传热和对流传质同时反向进行） 5）_________________________________________________ 湿空气，H=0.018kg/kg干气，则水汽分压皿= _______________________________________ Pa。（答：2850） 6）已知水在22.72C的蒸汽压为2850Pa,则第5题所述湿空气的露点鸟为°C。（答: 22.72） 7）H=0.018kg/kg, t=40°C的湿空气已知水在40°C的蒸汽压为7377Pa,该湿空气的相对湿度 （p= __________ o （答：0.386）［分析］0二入/化⑴二2850/7377 = 0.386。这是用第5 ）题数据计算的，亦可按 H = 0.622姒⑴/ ［“-如⑴］算。 8)H=0.018,t=120°C湿空气，总压为latm (绝压)，其(p= _____________ 。(答：0.0281) 9)H=0.018,t=40°C湿空气的焙1= _______ kJ/kg 干空气。(答：86.75) ［分村f］ Z = (1.01 + l.88H)/ + 2500H =(1.01 + 1.88x0.018)x40+2500x0.018 = 86.75V /kg干气10)第9题所述湿空气的比体积Vi尸 ________ n?/kg干气。(答：0.911) ［分析］V H ={0.722 + 1.244/7)(7/7；)(p0/p) 11）_____________________________________________ 某湿空气的湿球温度如是。（答：与大景该湿空气接触的少 m水的稳定的表面温度） 12）_____________________________________________ 某湿空气的绝热饱和温度切是。（答：该湿空气经等焙的降温增 湿过程，育到0 = 1时的温度） ⑶某湿空气，t=60°C,tw=3（TC,则其氐______ kg/kgo （答：0.0150） ［分析］湿空气的気值有重要的实用意义，但按对流传热、传质导出的关联t、H、気的公 式计算较繁；湿空气的以值在实际干燥过程极少应用，但关联t、H、以的关系却较简单。由于“水一空气”体系t w^t as,所以，可兼取两方面的长处，即子啊物理意义上及实际应用上 常提到如,但在计算気时用t、H、t a s的关系替代。此题，湿空气t=60°C, t w=30°C,可看成 t as=30°C. 设原来湿空气状态点为A,由A经等焙降温过稈直到0 = 1时状态为B。在B点tB=30°C, 血 i，查得Ps.B = 4.247kPa ,贝ij H B = 0.622 x 4.247/(101.3 - 4.247) = 0.02722 , /5=(1.01+1.88X 0.02722) x30 + 250 x 0.02722 = 99.89V / kg干气。在A 点,I A=I B99.89V / kg 干气，t A=60°C,由99.89 = 1.01 x 60 + (2500 +1.88 x 60)H A解得H x =0.0150 14）在测量湿空气湿球温度时，空气流速应大于_______ m/s,目的是__________________ 。（答：5,减少热辐射影响） ⑸ 湿空气p, H—定，t升高，贝I」（p 。（答：减小） ⑹ 湿空气p, H—定，t升高，则I ____________ o （答：增大） 17）___________________ 湿空气（p=0.85,则t _ t w___ td,当＜P=1,贝Ut t w td o （答：＞,＞；=,=） 18）某连续干燥器令新鲜空气（HA=0.015,tA=20°C）与出干燥器的部分废n（H B=0.040, t B=60°C） 混合后进预热器混合比为2kg干气（B）/kg干气（A）,则混合气的温度t m= _ °C。 （答:47.05） ［分析］湿空气的湿度有加和性，两气体混合前麻符合杠杆规则，即 LJL R=（H m-H A）/（H B - H J ,可算得H沪0.03167 同样，湿空气的恰有加和性，可算出I A=5S.26kJ/k^I B=\65AkJ/k S干气，由 I ni = 129.5 = （1.01 +1.88x0.03161）t m + 2500x0.03167得：=47.05 °C。注意，温度没有 加和性。 19）________________________________________________________________ 某常压定态干燥过程的流程及参量，如附图所示，则循环干空气量L= _________________ kg/h （答：66.0） ［分析］关键是要能判断 A: t A =14 °C, 04=1,差得14°C的p s=1611Pa,可算得H A=0.01005 B: H B=0.01005,t B = 83 °C,可算得,I8 = 110.5W tkg-^气 C: I c = 110.52 /Pg干气,t c = 45 °C,可算得Hc=0.0252 间壁式冷凝器:UH c-HJ = \f所以L = 1/（0.0252-0.01005） = 66.0kg/h R C 冷凝水kg/h 20)某常压连续干燥流程及参量如附图所示，绝干物料比热C s=1.76kJ/(kg-r),热损 QL‘=500kJ/kg汽化水，则空气流量L= ______ kg干气/s. [分析]①干燥器的物料衡算 除水量w = G(X] - ) = L(H] - H J (1) Xj =1.50/(100-1.50) = 0.01523,x2 =0.30/(100-0.30) = 0.301%, G. = Gj (1 — VV)) = 2.50(1 — 0.015) = 2.643kg /s，所以w=0.0301kg/s ②干燥器的热量衡算 0 = W? Q L' = 0.0301x500 = 15.05V/s ：=(1.76 + 4.187x0.1523) x20 = 36.48V / 檢绝干物 Z2 * = (1.76 + 4.187 x 0.00301)x33 = 58.5OW /kg绝干物 所以G (/2 *- I x *) = 2.463(58.50 — 36.48) = 54.24V / s 以下计算有两种方法： A)对于干燥器作焙衡算 Q严wm’z ........................................ ⑵ 即L(J2-G=Q D-G C(Q-IJ-Q L 令A=Q D -GQH L，并代入⑴式，得 ±3.......................... ⑶ H2 - H, W 可见，(3)式是对干燥器作物料衡算，所得的综合式，由于I取决于t及H,当比未知，使用(3)式还不太方便，因此把1“拆”成.f(f)与飒H)两部分，设C Hfl^C H2,可粥理，得下式77~77 = (--,0)72-(式中C,也可换为C H>2) H2~H\ W L H,I 对木题，△ = 0- 54.24-15.05 = -69.29V /$,则 G0-92 -69 29 1 U=(上y -2500) ------------------ ---------- 所以Hr = 0.02293 11,-0.016 0.0301 1.01+1.88x0.016 - 所以L= W/(W2-W1 )0.0301 /(0.02293-0.016) = 4.343畑 / s B)剖析法 此法与前述方法不同之处在于，不是等到焙I 出现后再“拆” I,而是作干燥器热量衡算时, 就把湿物料“拆”成两流股，也把废气“拆”成两流股，如附图所示，于是 Q D =￡（1.01 + 1.88//,）（'—"） + vv （2500 +1.88° — 4」87Q ） + G ? c 心（Q —0J + Q L 代入木题数据 0 = L （1.01 + 1.88x0.016）（60 一 92） + 0.0301（2500 +1.8860-4.187x 20） +2.643 x （1.76 + 4」87 x 0.00301（33 一 20） + 15.05 所以 L=4.445kg/s 两种算法得的L 值有2.3%的误差，焙衡算作了 C 『=C H ,2的假设，且计算步骤较多，误差 累积较大，而剖析法没作近似假设，算法简洁，故剖析法较准确，干燥设计屮多采用剖析法。 干物料 3 2=0.30% （湿基） 6 2=33 °C 八 L H o =O.O16 _____________ T|=92°C ____________________ --------- >1预热器 -------------- ? 干燥器 - 湿物料 G|=2.50Kg/s, CO|=1.50%（湿基） ?=20°C 21） ________________________________ 干燥器的热效率指 o （答：湿度为Ho 的湿空气在干燥器屮放出的热 量与其在预热器屮得到的热量之比） 22） _____________________________ 干燥效率指 。（答：湿度为H （）的湿空气在干燥器屮放岀的热量 屮，用于水分蒸发的热量所人的分数） ［分析］21） 22）题屮均用到剖析法的概念 23） _________________________________________________________________ 干燥器中实现理想干燥过程须满足的条件是 _______________________________________ o （答： 0=0,厶 r 24） _____________________________________________________ 理想干燥器由于△= （）,因而湿空气在干燥器内经历了等 ________________________ 过程。（答：恰） 25） _____________________________ 恒定干燥条件是指湿空气 、 _________ 、 及 不变。（答: 温度、湿度、流速，与物料接触方式） 26） ________________________________________________ 恒速干燥阶段，湿物料表面的水分情况是 __________________________________________ ,其表面水分温度是湿空气的 Q D =0 T 2=60°C _________ ，此阶段的干燥速率属_____ 部条件控制，干燥速率与物料种类___ 关。（答: 充分湿润，t w,夕卜，无） 27）____________________________________________ 降速干燥阶段，湿物料表面的水分情况是__________________________________________ ，其表面湿度 ________ ，此阶段干 燥速率受________ 控制，干燥速率与________ 有关。（答：局部或全部水分消失，高于湿空气的気，物料内部分水分扩散速率，物料结构及水分含量） 28）在常压、25°C下，以湿空气干燥某湿物料，当（p=100%时，X =0.02kg水/kg绝干物料（以