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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． 在相同管径的两条圆形管道中，同时分别流动着油和清水相近，试判断油速大还是水速大，为什么？

【答案】油速大。因为

3． 在萃取过程中，采用普通筛板塔、填料塔一般传质效果不是很好。为了强化液液传质过程，工业上有时会采用脉冲萃取塔（包括脉冲筛板塔和脉冲填料塔），其工作原理是在塔的底部设置脉冲发生器，迫使塔内液体产生附加的脉冲运动。现有一含有少量细小悬浮物的含5%己内酰胺的废水，经有机溶剂萃取处理后放，萃取 相经蒸溶剂塔后塔底回收已内酰胺，塔顶有机溶剂回收后重新用作萃取的溶剂，假定有机溶剂与水不互溶。请你 综合考虑技术、经济等因素，分析上述萃取过程若采用脉冲筛板塔或脉冲填料塔，哪种较为合适？请说明理由； 并讨论脉冲振幅增大对萃取过程的利弊。

【答案】综合考虑技术、经济等因素，应采用脉冲筛板塔。原因在于液体中含有少量悬浮物，而填料塔的填料之间缝隙较小，在液体含有悬浮物的情况下阻力较大，易堵塞，不利于进行后续操作，同时脉冲填料塔在处理含悬 浮物液体时能耗比脉冲筛板塔大。

脉冲振幅增大的优点是有利于液体之间的充分混合，有利于萃取过程的进行，缺点是振幅过大会引起塔内萃 取过程不稳定，同时能耗大大増加。

若雷诺数相同，且密度

二、计算题

4． 有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为1000kg/h（以干燥产品计）。物料水分由12%降至3%（均为湿基），空气的初温为25°C ，湿度为0.01kg7K/kg绝干空气，经预热器后升温至70°C ，干燥器出口废气的干球温度为45°C 。设空气在干燥器进出口处焓值相等。试求：（1）在图上表示空气的状态变化过程；（2）初始状态下的空气用量为多少

？

【答案】（1）干燥系统示意图见图1。在H-I 图上的空气状态变化见图2。

（2）求空气用量 蒸发水分量

因水分在干燥器进出口处焓值相等，所以因解得绝干空气用量方法1: 湿空气质量流量

湿空气的平均相对分子质量初始状态下的湿空气的体积流量

方法2:空气的湿比容

初始状态下的湿空气体积流量

即

故有

图1干燥系统示意图 图2空气状态变化图

5． 填料层高度为4m 的常压逆流吸收塔内，用清水吸收空气中的氨。已知入塔空气中含氨5%（体，实际液气比为0.98, 又已知在该塔操作条件下，氨水系统的平衡关系为V=mx积％）（m 为常数；x 、y 分别为液、气相中氨的摩尔分率），且测得与含氨1.77%（体积％）的混合气充分接触后的水中氨的浓度为18.89g/1000g水。求：

（1）该填料塔的气相总传质单元高度，m ;

（2）现水温上升，其它操作条件不变，试分析气、液相出塔浓度如何变化？ 【答案】（1）属于低浓气体吸收。y=0.0177时，与其平衡的液相浓度为

由=mx得：

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所以

（2）水温上升时，m 增大，即平衡线斜率增大，

由于气、液流量不变，所以IiG 不变，即操作线斜率不变，那么相平衡线与操作线的间距减小，传质推动力减小，而由于其它条件都不变化，所以

不变，

则

也不变，所以使得全塔的传质效果变差

，所以出塔气体浓度

所以

增大

，

减小。

减小。

增大。又根

据物料衡算，

因此，水温上升时，

6．

某并联输水管路由两条光滑管支路组成，管内流体均处于湍流状态。已知总的输水量为

求两条支管的流量。设两条支管的内径分别为

（包括管件的当量长度）。

【答案】由并联管路特性知即

将

代入上式，得

化简得

即

所以

管长分别为