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一、简答题

1． 为什么说全回流时，所需的理论板数最少？

【答案】全回流时，操作线与y-x 图的对角线相重合，此时的操作线偏离平衡线最远，即传质推动力最大，故要达到一定的分离要求时，其所需的理论板数最少。

2． 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？

【答案】可采取改变气固接触方式，减小物料尺寸，提高气体温度、降低气体湿度和采用较高的气流速度等措施。

3． 什么是理论板？用图解法求理论板层数时，为什么一个梯级代表一层理论板？

【答案】理论板是指离开这种板的气液两相温度相等、浓度成相平衡的塔板。每一个梯级与平衡线相交一次，表示气、液两相达到一次平衡，因此代表一层理论板。

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． 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：

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。

（摩尔分率，下同），

减小。

增大。又根

据物料衡算，

因此，水温上升时，

6． 某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知

相对挥发度

加热。

试求：

（1）提馏段操作线方程；

（2）进入第一块理论板（由塔顶往下数）的汽相浓度；

回流比

塔顶设有全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽

（3）上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持xD 不变应如何操作？此时塔釜排液xw=?

【答案】（1）由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得：

即

解得：q=0, 而且

因为a=3, 所以相平衡方程为

可得：

所以提馏段操作线方程为

（2）精馏段操作线方程

（3）此时由子

须维持回流比R 不变，那么就要减少塔顶产品的量。根据物料衡算，

W=L

其中，解得

降至

，原油吸热由

升

要想使

不变，必

7． 重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，重油放热由至

若维持两种油的初温和质量流量不变，而将两流体改为逆流流动，试求此时冷、热流体

的出口温度和此时的对数平均温度差。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，热损失也可以忽略。

【答案】依题意，开始时原油重油并流，已知又

其中

代入得:

当将并流改为逆流时，初始温度不变