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一、简答题

1． 说明精馏塔塔顶产品组成不能无限增大的原因。

【答案】原因是：（1）精馏塔塔顶浓度但极限值是

如果

则

的提高受到物料衡算的限制。加大回流比可提高极限值是1；（2）

的提高受到塔板数即精馏塔分

也有确定的最高极限值；（3）增加回流

离能力的限制，即便回流比是无穷大（即全回流）

，

比意味着増加蒸发量和冷凝量，这在数值上还将受到塔釜及冷凝器的传热面积的限制。

2． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量

低于

的水分称为平衡水，高于

的水分称为自由水。

物料中大于

的那

当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于

水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

3． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？

【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度

可接近冷流体进口温度

对相同热负荷而言，对相同热负荷而

需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。

的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含

二、计算题

4． 用板框过滤机在恒压下过滤悬浮液。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。试求：（1）当其他条件不变，过滤面积加倍时，获得的滤液量为原来的多少倍？（2）当其他条件不变，过滤时间减半时，获得的滤液量为原来的多少倍？（3）当其他条件不变，过滤压强差加倍时，获得的滤液量为原来的多少倍？

【答案】（1）过滤介质阻力忽略不计，则恒压过滤方程可变为：

（2）

于是

（3）由于滤饼不可压缩，压缩性指数s=0，因此压强增加滤饼比阻不变，由过滤常数的定义

可知，于是

5． 矿石焙烧炉出来的锅炉烟气冷却到30°C

后送入填料塔。塔内充填25mm 瓷质鲍尔环填料。在0.1MPa 下用20°

C 清水洗涤空气中的少量

【答案】气相与液相的物性

:（1

）估算塔径。 入塔气体摩尔质量

入塔气体的密度

尾气浓度

入塔气摩尔流量

查得

下

溶于水的亨利系数E=3.55MPa，则相平衡常数

入塔的炉气流量为

下水的物性:

的体积分数为

2%，

要求尾气中S02的浓度不超过800mg/m3

（101.3kPa 、0°C ）。试估算塔径和填料层高度。

最小液气比

实际液气比

液相摩尔流量

液相质量流量

气相质量流量

查得25mm 瓷质乱堆鲍尔环的特性数据:比表面积参数

查得

对于水

，故泛点速度

，填料因子流动

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圆整塔径，取D=0.8m, 则实际气速

（2）求填料层高度。

查得

度

在水中的扩散系数

的黏度

低压下气体混合物的黏度

查表得

在空气中的扩散系数

②求

; 查干空气的物理性质

:30°C

空气的黏

查气体黏度共线图

:

查表得

，

陶瓷填料的临界表面张力①传质单元数。