∴ NOG?则HOGYA,1?YA,2ΔYA,m?1.25 （1分）
?H=4/1.25=3.2(m) （1分） NOG?yA,21?yA,2?0.002?0.00204改变，则NOG改变
1?0.002(2) 其他条件不变，YA,2NOG?
??YA,1?mXA,21ln??1?s??s?1?s?YA,2?mXA,2??? （2分）
10.0204?0???ln??1?0.684??0.684??4.311?0.684?0.002?0? H??HOG?NOG?3.2?4.31?13.8m （1分） ΔH?13.8?3.2?10.6m （1分）
4．（14分）在常压连续精馏塔内分离含甲醇40%的水溶液，要求塔顶产品中含甲醇92%，釜液中甲醇含量不大于0.06%（以上均为摩尔百分数），每小时进料量为200kmol,泡点进料，塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比取最小回流比的1.5倍，全塔板效率为50%，试求： ①所需实际塔板数；
②精馏段和提馏段内的气液相负荷。常压下甲醇-水溶液的平衡曲线如右图所示。
解：①泡点加料，故过对角线上xf点，得x?∴Rmin∴Rop?0.4处作垂直线即为?线（如图）交相平衡曲线于P?0.4， y??0.7 ( 1分）
xd?y?0.92?0.7?0.733=（1分） ?y??x?0.7?0.4（1分）?15.?Rmin?15.?0.733?11.
由
xd0.92??0.438,如图，连接R?11.1?1a(0.92,0.92)、b(0,0.438)即为精馏段操作线
交?线于d点，连接c(0.0006,0.0006)和d点即为提馏段操作线。 （2分）
从a点开始，在操作线和相平衡曲线间作梯级，跨过d点更换操作线作图，直至梯级跨过c点，由梯级数得NT=6块（不含再沸器），加料板为从塔顶往下数第4块理论板。（2分） 故所需实际塔板数为N?NT6??12(块)。 （1分） ET50%②由全塔物料衡算得：qn,F?qn,D?qn,W 即200?qn,D?qn,W
qn,Fxf?qn,Dxd?qn,Wxw 200?0.4?qn,D?0.92?qn,W?0.0006 ∴qn,D?86.9(kmol/h)，qn,W?113.1(kmol/h) （2分）
qn,L?Rqn,D?1.1?86.9?95.6(kmol/h) （1分）
?,L?qn,L?δqn,F?95.6?1?200?295.6(kmol/h) （1分） qn qn,V?(R?1)qn,D?2.1?86.9?182.5(kmol/h) （1分）
?,L?qn,V?(δ?1)qn,F?182.5(kmol/h) （1分） qn
试卷六：
1、（14分）如本题附图所示，用泵将河水经?57mm?3.5mm无缝钢管输送至高位槽，高位槽内液面恒定。泵出口处装有压强表，设备相对位置示于附图中，包括一切局部阻力当量长度在内的管子总长度为：压强表前为20m，压强表后为80m，求流量为10m/h时：（1）泵的轴功率，效率为0.8；（2）压强表上读数。数据：①??1000kg/m，??1?10流时?3?33Pa?s，②层
?640.3164，湍流时??，用于钢管时为了安全加大30%的安全因素。 ReRe0.25qV10/3600??1.42m/s（1分）
0.785d20.785?0.052解：管内液体流速u?Re??ud1000?1.42?0.05??71000，属湍流 （1分） ?1?10?30.31640.3164?1.3??0.0252 （1分）
Re0.25710000.25'??1.3?（1）如图，在河水液面0?0截面和高位槽液面2?2截面间列柏
努利方程：
22u0p2u2gz0???We?gz2????hf,0?2 （2分）
?2?2'p03式中，令z0=0,则z2=20m，p0?p2=0(表压)，u0?u2=0,?=1000kg/m,
?hf,0?22?lu220?801.422??????50.8(J/kg) （2分） =0.0252?d20.052∴We?gz2??hf,0?2?9.81?20?50.8?247(J/kg) （1分）
P?
Pe??WeqV???247?10?1000/3600?857.6(W) （1分）
0.8（2）如图，再在测压口1?1'截面和高位槽液面2?2'截面间列柏努利方程：
2u12p2u2gz1???gz2????hf,1?2 （2分）
?2?2p1式中，令z1=0,则z2=18m，p2?0(表压),u1=1.42m/s，u2=0，?=1000kg/m,
3?hf,1?2?lu2801.422????0.0252???40.65J/kg （1分）
d20.052p11.422??9.81?18?40.65 （1分） ∴ 0?10002 ∴ p1=2.16?10Pa(表压) （1分）
2．（10分）列管换热器的管束由若干根长为5m，规格为φ25mm×2.5mm的钢管组成。要求将质量流量为1.5kg/s的苯由80?C冷却到30?C，20?C的水在管内与苯逆流流动。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为850W/(m??C)和1700W/(m??C)，苯和水的比热容分别为1900J/(kg?K)和4180J/(kg?K)。若污垢热阻和管壁热阻可忽略，维持水的出口温度为50?C，试求： （1）所需冷却水用量； （2）所需换热器的列管数。
225解：(1)由热量衡算可得：
Q?qm,hCp,h(T1?T2)=qm,cCp,c(T2'?T1') （1分）
即1.5×1900×(80-30)=qm,c×4180×(50-20） （1分） ∴ qm,c（2）?Tm?
?1.14kg/s=4100kg/h （1分）
?T1??T2(80?50)?(30?20)==18.2?C （2分）
80?50?T1lnln30?20?T2K1=
11?1?d1?2d2=
110.02?8501700?0.025=607.1(W/m??C) （2分）
2∵ Q?K1A1?Tm 而 A1?n?d1L （1分） ∴ n=
3．（12分）在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5%（体积），吸收率为98%。吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的气液平衡关系为
1.5?1900?(80?30)A1???41(根) （2分） =
L?d1K1?TmL?d1607.1?18.2?5?3.14?0.020Y*=1.2X(Y，X为摩尔比)，气相体积总传质系数KYa为180kmol/(m3?h)。若混合气流
量为2826m(标准)/h，按标准状态下计的气体空塔速度为1m/s，试求： （1）出塔液相组成X1，摩尔比；
（2）气相总传质单元高度，m。
3解：已知Y1?y10.05?0.0526， ?1?y11?0.05Y2?Y1(1??)，X2?0,m?1.2 （2分）
∵ (qn,Lqn,V)min?Y1?Y2Y?Y(1?98%)?11?1.176 （2分）
Y1Y1?X2?0m1.2∴
qn,Lqn,V?1.4×1.176=1.646 （1分）
即
qn,Lqn,V?Y1?Y20.0526?98%??1.646 （2分）
X1?X2X1?0故出塔液相组成为X1?0.0313 （1分）
塔的截面积??V总u?2826/3600?0.785m2 （1分）
1qn,V?2826?(1?0.05)?119.85kmol/h （1分） 22.4 HOG?qn,VKYa??119.85?0.848m （2分）
180?0.785
4．（14分）在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液，已知xF?0.4（含轻组分摩尔分率，下同），xD?0.95，R?1.5Rmin，每千摩尔原料液变成饱和蒸汽所需热量等于原料液千摩尔汽化热的1.2倍。操作条件下溶液的?m?2.0，塔顶采用全凝器，试计算从上往下数第二层理论板上升的蒸汽组成y2。
解：已知q?1.2，?m?2.0，xF?0.4，xD?0.95,R?1.5Rmin (1分) ∵ y??x2x? ① (2分)
1?(??1)x1?xxqx?F?6x?2 ② (2分) q?1q?1q线方程为：y? 联立解①②得： xP?0.434，yP?0.604 (1分) ∴ Rmin?xD?yP0.95?0.604??2.035 (2分)
yP?xP0.604?0.434∴ R?1.5Rmin?1.5?2.035?3.05 (1分) 又 y1?xD?0.95， (1分) ∴ x1?y10.95??0.905 (2分)
??(??1)y12?0.95∴ y2?
xR3.050.95x1?D??0.905??0.916 (2分) R?1R?13.05?13.05?1