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一、简答题

1． 吸收的基本依据是什么？吸收的主要操作费用花在哪里？

【答案】吸收的基本依据是：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异。吸收的主要操作费用为：

（1）气、液两相流经吸收设备的能耗； （2）溶剂损失；

（3）溶剂再生费（解吸操作费）。

2． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？

【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。

3． 什么是化工原理中的三传？试论述三传的可比拟性。

【答案】化工原理的三传:质量传递、热量传递、动量传递。 三传的类比: （1）传递本质类比

①动量传递是由于流体层之间速度不等，动量将从速度大处向速度小处传递。 ②热量传递是流体内部因温度不同，有热量从高温处向低温处传递。

③质量传递是因物质在流体内存在浓度差，物质将从浓度高处向浓度低处传递。 （2）基础定律数学模型类比 ①动量传递的牛顿粘性定律。 ②热量传递的傅立叶定律。 ③质量传递的费克扩散定律。 （3）物性系数类比 ①粘度系数。 ②导热系数。 ③分子扩散系数。

4． 将60°C 的湿泥坯（砖）放入80°C 的热空气流中干燥，空气的湿球温度为50°C ，试说明该泥坯从放入时起到完全干燥为止的温度变化（假设空气量很大，其温度与湿度均保持不变）。

【答案】该题为恒定干燥条件，开始时，湿泥坯中含有较多的非结合水，这部分非结合水先被干燥，温度由60°C降低至空气的湿球温度50°C; 然后泥坯表面维持50°C被干燥，此过程为恒；完全干燥时，达到平衡含水量，泥定干燥阶段；然后温度会由50°C不断升高（进入降速阶段）

坯的温度达到热空气流的温度80°C。

二、计算题

5． 某工厂有两个工段分别产生组成为F 1及组成为

（易挥发组分的摩尔分数，下同）、摩尔流率为

如图1所示，厂方希望在

、摩尔流率为F2的两种乙醇-水溶液，且

一个常压连续精馏塔中分离出浓度为0.8的乙醇-水溶液，且塔釜残液中乙醇浓度不高于0.02。今要求饱和液体进料，操作回流比取最小回流比的2倍。请给该厂设计一座较佳的精馏塔，要求给出理论板层数及进料板位置。

图1

【答案】组成为0.55的原料自塔的上部加入，组成为0.25的原料自塔的下部加入。为省去再沸器，采用直接蒸汽加热。

全塔物料衡算

轻组分物料衡算

两股原料均采用泡点加料，据恒摩尔流假设

已知

则

设挟紧点位于直线. 设挟紧点位于直线

与平衡线的交点，则

与平衡线的交点，则_

，有

有

，得

将式（1）代入式（2）

，得

将已知数据代入式（3）

最小回流比

实际回流比

第I 段操作线方程

第II 段操作线方程

第III 段操作线方程

记q 线与式（5）、式（7）的交点分别为

则满足

由

点

确定操作线I ,

点

确定操作线II ，由

点

确定操作线III 。求解理论板的过程如图2所示。可见，组成为0.25的物料加料

于第9板，组成为0.55的物料加料于第7板，共需10块理论板。