3. 在一逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合气体中的SO2。气体处理量为1.20m3（标准）/s，进塔气体中含SO2 8%（体积百分数），要求SO2的吸收率为85%，在该吸收操作条件下的相平衡关系Y*=26.7X，用水量为最小用量的1.5倍。试求：（1）用水量为多少？（2）若吸收率提高至90%，用水量又为多少？

解：惰性气体量为

1.20(m3?s?1)?1V??(1?0.08)?49.29mol?s?33?122.4?10(m?mol)

Y1?y10.08??0.0871?y11?0.081.当吸收率为85%时

Y2=Y1（1-φA）=0.087×(1-0.85)=0.0131 Xe1=Y1/26.7=0.087/26.7=3.258 ×10-3 X2=0（清水） 最小液气比

LY?Y0.087?0.0131()min?12??22.68 VXe1?X23.258?10?3?0实际液气比 L/V=1.5(L/V)min =1.5 ×22.68=34.02 实际用水量 L=34.02V=34.02×49.29=1677mol·s-1=0.03m3/s 2.若吸收率提高至90%，出塔气体浓度为Y?2，则最小液气比

Y1?Y2?Y?Y1(1???LA))min??1Y1 VXe1?X2?0m

???A?m?0.9?26.7?24.03(

(L/V)'?1.5(L/V)' min ?1.5 ?24.03?36.05L'?36.05V?36.05?49.29实际用水量 ?1777mol?s?1?0.032m3?s?1从计算结果可知，在其他条件相同时，吸收率提高，最小液气比增大，所需的吸收剂用量也增大。

4.在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量有10%降至2%（wb）。以热空气为干燥介质，初始湿度H1=0.008kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度为H2=0.05 kg水/kg绝干气，假设干燥过程中无物料损失，试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。 w10.1X1?

1?w1?1?0.1?0.111kg水/kg绝干料 ?X2w20.02??0.0204kg水/kg绝干料1?w21?0.02

进入干燥器的绝干物料为 G=G1（1-w1）=1000（1-0.1）=900kg绝干料/h 水分蒸发量为 W=G（X1-X2）=900（0.111-0.0204）=81.5kg水/h （2）空气消耗量

L?W81.5??1940kg绝干气/hH2?H10.05?0.008原湿空气的消耗量为：

L?=L（1+H1）=1940（1+0.008）=1960kg湿空气/h 单位空气消耗量（比空气用量）为：

l?11??23.8kg绝干气/kg水H2?H10.05?0.008（3）干燥产品量

G2?G11?w11?0.1?1000??918.4kg/h1?w21?0.02G2?G1?W?1000?81.5?918.5kg/h模拟试卷三

一：填空题

1.粘性是流体流动时表现出来的重要性质，其物理本质是（分子内聚力大小）和（分子热运动强度）的宏观表现。 2.雷诺数代表（惯性力）和（粘性力）之比。 3.平流加料法适用于(有晶体析出的溶液)。

4.泵的铭牌上所列的数值均指该泵在（效率最高点）时的性能。

5. 相对湿度是指（湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比）。相对湿度用来衡量（湿空气的不饱和程度）

6.对于不饱和湿空气，湿球温度（大于）露点温度。

7.在处理含尘气体的过滤净制中，常用的设备是（旋风分离器）。

8.在双膜理论中，两相在界面上（气液）平衡，界面上的传质阻力（为零）。 9.一般亨利系数E随温度升高而（增大）。 10.(相对挥发度越大)，组分A与B愈容易分离。

11.造成溶液温度损失的原因是：溶液蒸汽压下降、（液层静压效应）、管路流动阻力。 12.可除去水分是指（在一定干燥条件下，物料中所含大于平衡水分的水分）。 14.等速干燥阶段是（表面汽化控制）阶段。

14.旋风分离器的分离效率随分离器尺寸的增大而（减小）。

15平衡水分是指（湿物料与一定状态（温度和湿度一定）的空气接触达平衡时，残余在湿物料中不能排除的水分） 16吸收操作条件是最小液气比时，吸收的推动力（为零）。 17易溶气体为（气膜）阻力所控制. 18过滤分为(滤饼过滤)和(深层过滤)两种.

19. 灰体的吸收率在数值上(等于)同温度下的黑度。 20蒸汽冷凝有(膜状冷凝)和(滴状冷凝)两种方式。 二：简答题

1.多效蒸发操作流程常见有哪几种，并说说这种方式的优缺点及应用方式？ 答：常见的多效蒸发有三种，分别是顺流加料法，逆流加料法和平流加料法。

①顺流加料法：即溶液和蒸汽流动方向一致，不要泵节约能量，有后效闪蒸，适宜于热敏性物料，但是后效的溶液黏度增大。

②逆流加料法：即溶液和蒸汽流动方向相反。用泵输送，能量消耗较大。一般来说，逆流加料法宜于处理粘度随温度和浓度变化较大的溶液，而不宜于处理热敏性的溶液。

③平流加料法：适用于有晶体析出的溶液。

2.在吸收操作中，选择液气比是大些好还是小些好，如果是最小液气会出现怎么样的情况？

答：在吸收操作中，若液气比增大时，吸收过程推动力会加大，在单位时间内吸收同量的溶质时，设备尺寸可以减少。但是溶液浓度变稀，吸收剂再生的所需解析的设备费和操作费用增大。当液气比减少时，吸收过程推动力减少，

吸收困难加大，因此要吸收相同的溶质时，必须增加吸收设备的高度和尺寸。但是此时，吸收剂解稀费用会减少。当液气比减少直到吸收推动力为零的时候达到最小液气比，此时推动力为零，无法进行吸收操作，达不到规定的分类要求。 三、计算

1. 在单效薄膜式蒸发器内，将番茄汁从固形物含量12%浓缩到28%。番茄汁已预热到最高许可温度60℃后进料。采用表压为70 kPa的饱和水蒸气加热。设蒸发器传热面积为0.4 m2，传热系数1500 W/(m2·K)。试近似估算蒸汽消耗量和原料液流量。

解：表压为70 kPa，则绝对压强为171.3kPa。在此绝对压强下，查得加热蒸汽饱和温度为114.5℃，汽化潜热为2210 kJ/kg，由传热速率公式：

Q＝S0K0Δt＝1500×0.4×(114.5-60)＝32700 W 则蒸汽消耗量为：

D＝Q/r＝32700/(2210×103)＝0.0148 kg/s＝53.3 kg/h 查得60℃下水的汽化潜热为2340 kJ/kg，则蒸发量为： W＝Q/r′＝32700/(2340×103)＝0.014 kg/s＝50.3 kg/h 原料液流量为：

F?

W50.3??88kg/h1?x0/x11?12/28

2. 内径为25.4 mm，外径为50.8 mm的不锈钢管，其热导率为21.63 W/(m·K)。外包厚度为25.4 mm的石棉保温

层，其热导率为0.242 3 W/(m·K)。管的内壁面温度为538 ℃，保温层的外表面温度为37.8 ℃，计算钢管单位长度的热损失及管壁与保温层分界面的温度。

解：两层的导热，T1=538 ℃，T3=37.8℃；r1=0.0254/2=0.0127m， r2=0050 8/2=0.025 4m，r3=r2+b=0.0254+0.0254=0.0508m； λ1=21.63 W/( m·K) λ2=0.2423 W/( m·K)。 单位管长的热损失Q/L

2?(T1?T3)Q2?(538?37.8)???1086W/mr310.025410.0508r21L1Ln?LnLn?Ln?1r1?2r221.630.01270.24230.0254

(2)管壁与保温层分界面的温度T2 Q2??1(T1?T2)?rLLn2r1由 得

r1QT2?T1?()Ln2Lr12??1?538?1086?Ln0.02541??532.5℃

0.01272??21.633. 用一常压精馏塔分离含易挥发组分A为0.44（摩尔分率，以下同）的混合溶液，料液流量1000 kmol/h，要求塔顶产品A含量0.96以上，塔底产品A含量小于0.03，采用回流比R=3，泡点进料，求：

①塔顶、塔釜产品流量及精馏段、提馏段的汽、液流量；