化工原理試題及答案(參考版)
2025-06-10 16:48本頁(yè)面
【正文】 =V（q1）F== 。又 及 將以上數(shù)據(jù)代入提餾段操作線方程：由題意知，料液加到板上后，故上升到加料板的蒸汽相組成為：8用常壓精餾塔分離某二元混合物，其平均相對(duì)揮發(fā)度為a=2，原料液量F=10kmol/h，飽和蒸氣進(jìn)料，進(jìn)料濃度xF=（摩爾分率，下同），餾出液濃度xD=，易揮發(fā)組份的回收率為90%，回流比R=2Rmin，塔頂為全凝器，塔底為間接蒸氣加熱，求：（1）餾出液量及釜?dú)堃航M成？（2）從第一塊塔板下降的液體組成x1為多少？（3）最小回流比？（4）精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h？（5）提餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h？解：（1）餾出液量及釜?dú)堃航M成； F=D+W W=FD=105=5kmol/h （2）從第一塊塔板下降的液體組成x1； 塔頂為全凝器， 故 ， （3）最小回流比； 飽和蒸氣進(jìn)料 q=0， 由 得 ， （4）精餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h； V=（R+1）D=（2 + 1）5=（5）提餾段各板上升的蒸氣量為多少kmol/h。茲將計(jì)算結(jié)果列于本例附表中。解 （1） 原料液用量依題意知餾出液量，在全塔范圍內(nèi)列總物料及易揮發(fā)組分的衡算，得： 或 由上二式解得，收集的餾出液需用原料液量為： （2） 回流比為最小回流比的倍數(shù)以相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系為： 當(dāng)時(shí)，與之平衡的氣相組成為： 由于是泡點(diǎn)進(jìn)料，在最小回流比下的操作線斜率為： 因此解得 故操作回流比為最小回流比的倍（3） 精餾段理論板數(shù)當(dāng)回流比，相對(duì)揮發(fā)度為3時(shí)，精餾段的平衡關(guān)系為式所示，操作線為： 由于采用全凝器，故，將此值代入式解得?；亓鞅葹樽钚』亓鞅鹊?倍，試求：（1） 原料液中汽相及液相的組成；（2） 最小回流比；（3） 若塔頂采用全凝器，求從塔頂往下數(shù)第二快理論板下降的液體組成。飽和蒸氣進(jìn)料， q=0，由 得 因 ， 故 6 用一連續(xù)精餾塔分離苯甲苯混合溶液，（以上均為摩爾分率）。已知a=。 ， 而 全回流時(shí)， ， 代入上式可得： 5在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。試求：（1）塔頂餾出液及塔釜采出液組成；（2）精餾段操作線方程；（3）提餾段操作線方程；（4）回流比與最小回流比的比值；（5）若全回流操作時(shí)，求由塔頂?shù)诙K板上升的氣相組成。 ， 故 4在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱，飽和蒸汽進(jìn)料。解：（1）塔頂、塔底產(chǎn)品組成； 因 ， R=5 又 ， 由物料衡算 得 （2）全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量； V=（R+1）D=300kmol/h（3）蒸餾釜中每小時(shí)產(chǎn)生蒸氣量； q=0，V180。已知精餾段操作線程為y=+，塔釜用間接蒸氣加熱，塔頂全凝器，泡點(diǎn)回流。解：（1）塔頂和塔底的產(chǎn)品量（kmol/h）； F=D+W=100 （1） （2）上述兩式聯(lián)立求解得 W=（2）第一塊塔板下降的液體組成x1為多少； 因塔頂為全凝器， （3）寫(xiě)出提餾段操作線數(shù)值方程； 則 （4）最小回流比。與高位槽液面11180。求：（1）整個(gè)管路的阻力損失，J/kg；（2）泵軸功率，kw；（3）壓力表的讀數(shù)，Pa。截面為基準(zhǔn)水平面，有： 解得， p2=105Pa（表壓）（3）泵的壓頭（m）；在真空表與壓力表所在截面間列柏努利方程，可得，（4） 泵的有效功率 （5） 若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，原因是進(jìn)口管有泄露。間列柏努利方程。截面為基準(zhǔn)水平面，有： 其中， , z0=0， u0=0, p0=0（表壓）, z1=3m, p1=42700Pa（表壓）代入上式，得： u1=， Q=(2)壓強(qiáng)表讀數(shù)（Pa）；在壓力表所在截面22180。間列柏努利方程。解：（1）閥門(mén)3/4開(kāi)度時(shí)管路的流量(m3/h)；在貯槽液面00180。當(dāng)閥門(mén)為3/4開(kāi)度時(shí)，真空表讀數(shù)為42700Pa，忽略兩測(cè)壓口之間的阻力。間列柏努利方程，并以底面為基準(zhǔn)水平面，有： 其中 大氣壓， u為管中流速， ，
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