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生物工程化工原理练习题

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151.习惯上,将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比称为(相对挥发度)。根据

α值的大小,可用来判断(蒸馏分离的难易和可能性),若α=1,则表示该混合物(不能用

普通蒸馏方法分离)。

152. 在精馏塔设计时,若选用回流比减小(F,xf,q,xD,xW均指定),则塔釜加热量(变少),所需理论板数(增大)。(增加,减少,不确定)

153. 恒摩尔流的主要前提是(液体混合物各组分的摩尔汽化潜热相等)。连续精馏塔设计时,如将原来的泡点回流改为冷回流,其他设计条件不变,则所需理论板数(减少)(增加、减少)。

154. 精馏和普通蒸馏得根本区别在于(精馏必须引入回流);平衡蒸馏(闪蒸)与简单蒸馏(微分蒸馏)的区别是(平衡蒸馏是连续定态操作,简单蒸馏是间歇非定态操作)。 155. 精馏塔的塔釜温度总是高于塔顶温度,其原因是(塔底压力高于塔顶,塔底重组分含量高)。

156. 某两组分混合物的平均相对挥发度α=2.0,在全回流下,从塔顶往下数对第n,n+1层塔板取样测得xn=0.3,则yn=(0.4615),yn+1=(0.3),xn+1=(0.1765)。

157. 在总压101.0kPa,85℃下,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为116.9kPa和46.0kPa,则物系的相对挥发度α=(2.541),平衡时xA=(0.78), yA=(0.90)。

158. 已知精馏段操作线方程为y=0.8x+0.19,则操作回流比R=(4),馏出液组成xD=(0.95)。 159. 精馏塔进料可能有(5)种不同热状况。对于泡点或露点进料,其进料状况参数q分别为(1)和(0)。

160. 全回流操作的特点是(不进出料,没精馏段与提馏段之分,操作线方程统一成对角线方程,达到指定分离程度所需理论板层数为最少)。全回流操作适用于(精馏塔开个阶段)和(塔板性能研究)。

161. 最小回流比是指(达到指定分离程度需要无穷理论板层数对应的回流比)。适宜回流比通常取为(1.1~2.0)倍最小回流比。

162. 在板式精馏塔中分离相对挥发度α=2.5的两组分理想溶液,操作回流比R=3,若测得从塔顶往下数第二、三层塔板的液相组成x2=0.45,x3=0.40,馏出液组成xD=0.96(塔顶全凝器),则第三层塔板的气相默费里效率EMV=(0.4414)。

163. 共沸精馏和萃取精馏的共同特点是(加入第二种分离溶剂),相比较而言,(萃取)精馏较为经济。

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164. 欲保持塔顶馏出液中轻组分收率不变,将间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热,则xW将(降低),所需理论板层数NT将(增加)。

165. 间歇精馏的两种基本操作方式是(R恒定,xD不断下降)和(xD不变,不断加大R)。 166. 如果要实现n个组分溶液的高纯度分离,则需(n-1)个精馏塔。

167. 多组分精馏计算中常规定轻、重关键组分,在塔顶馏出液中对(重)关键组分的含量加以限制,在釜残液中对(轻)关键组分的含量加以限制。

168. 评价塔设备性能的主要指标有(通量)、(分离效率)、(适用性)和(压力降)等。 169. 带降液管的板式精馏塔属于(逐级接触式)气液传质设备,正常操作时,(液)相为连续相,(气)相为分散相。

170. 塔板负荷性能图由(5)条曲线包围而成,它们是(过量雾沫夹带线)、(液泛线)、(液相负荷上限线)、(漏液线(气相负荷下限线))和(液相负荷下限线)。

171. 板式塔操作中可能出现的非理想流动有(雾沫夹带)、(气泡夹带)、(漏液)和(气液分布不均(液面落差))等。

172. 塔式精馏塔的操作弹性由气相的(允许的最大和最小流量)确定。

173. 板式塔设计完成后,要进行如下流体力学性能的核算,即(单板压降)、(雾沫夹带)、(液泛)、(漏液)及(液面落差)等。

174. 在一定的液相流量下,随着气速由小到大,塔板上气液两相可能出现(鼓泡状、蜂窝状、泡沫状、喷射状)四种接触状态。综合考虑,宜控制在(泡沫)状态下操作。 175. 精馏过程节能的有效途径是(提高相对挥发度α)和(减小有效能损失)。 176. 提高组分间相对挥发度α的有效措施是(加入第二种分离剂)、(加大化学作用)、(利用外力场作用)。

177. 湿空气中的水分含量可用(水汽分压)、(湿度)、(相对湿度)表示,其中(水汽分压)和(湿度)表示水分的绝对含量,(相对湿度)表示水分的相对含量。

178. 在总压101.33kPa下,温度40℃,相对湿度40%的空气的焓为(88.24kJ/kg绝干气)。 179. 对不饱和空气,干球温度t、绝热饱和温度tas(或湿球温度tw)及露点td三者之间的关系为(t>tas(tw)>td)。

180. 在总压101.33kPa下,将不饱和湿空气由温度t1降温至温度t2,则该湿空气的湿度H将(不变),相对湿度φ将(增大),露点td将(不变),湿球温度tw将(降低)。 181. 通常恒速干燥阶段出去的水分是(非结合水)。

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182. 在一定温度、总压101.33kPa下用空气干燥某湿物料,若所用空气的相对湿度增大,湿物料的平衡含水量会(增大)。

183. 在理想干燥器,空气从干燥器入口至出口,温度下降,湿度(增大),露点td(升高),湿球温度tw(不变)。

184. 恒速干燥阶段又称为(表面汽化)控制阶段,此阶段干燥速率(恒定),物料表面的温度等于(空气的湿球温度)。

185. 降速干燥阶段又称为(物料部迁移)控制阶段,此阶段干燥速率不断(下降),物料表面的温度不断(升高)。

186. 在恒定干燥条件下进行干燥实验,湿物料的初始含水量为0.5(干基,下同),开始阶段以恒定的速率进行干燥,当含水量降至0.2时干燥速率开始下降,其后干燥速率不断下降,当含水量达到0.02时干燥速率降为零,则物料的临界含水量为(0.2),平衡含水量为(0.02)。 187. 在恒速干燥阶段,以相同介质、相同流速吹过不同的物料表面,两种物料的干燥速率(相同)。

188. 一定温度下,物料中结合水和非结合水的划分取决于(物料本身的性质)。 189. 真空冷冻干燥一般分为(预冻)、(升华)、(解析)三个主要过程。 190. 理想干燥器是指(空气进、出干燥器的焓值不变)。

191. 已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度φ=100%时,平衡含水量x* = 0.02kg水/kg绝干料;相对湿度φ= 40%时, 平衡含水量 x* = 0.007 kg水/kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水/kg绝干料, 令其与25℃, φ=40%的空气接触, 则该物料的自由含水量为 0.223 kg水/kg绝干料, 结合水含量为 0.02 kg水/kg绝干料。

192. 将不饱和空气在间壁式换热器中由t1加热至t2,则其湿球温度tW(增大 ),露点温度td( 不变 ),相对湿度φ( 减小 )。

193. 在常压下,常温不饱和湿空气经预热器间接加热后,该空气的下列状态参数有何变化?湿度H(不变),相对湿度φ(降低),湿球温度tW(升高),露点td(不变),焓I(升高)。(升高,降低,不变,不确定)

194. 蒸馏是分离 液体 混合物的单元操作;吸收是分离 气体 混合物的单元操作;干燥是分离 固液 混合物的单元操作。 195.

混合溶液被加热到第一个气饱时的温度为 泡点 ,气体被冷却到出现第一滴液

珠时的温度为 露点 。

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196. 空气越潮湿,则干球温度计读数相差越 小 。恒定干燥条件下,恒速干燥阶段物料的表面温度为_ 空气湿球温度 。 三.判断题(每题1分共10分题)

1.连续方程所反映的管路各截面上流速的变化规律与管路上是否装有管件、阀门或输送设备等无关。( √ )

2.截面相同时,正方形截面的当量直径大于圆管直径。( × )

3.位能大小是个相对值,若不设基准面,光讲能的绝对值是毫无意义的。(√ ) 4.往复泵也可以用安装出口阀门的方法来调节流量。( × ) 5.采用错流和折流可以提高换热器的传热速率。( × )

6.离心泵的轴功率一般随流量增大而增大,当流量为零时,轴功率不为零。( √ ) 7.在同一流体中,自然对流和强制对流不可能同时发生。( × ) 8.静压能与动能、位能不一样,它不属于机械能。( × ) 四、简述题(每题4分,共20分) 1. 离心泵结构中哪些是转能部件?

答:叶轮上的后弯叶片、蜗牛型外壳及导轮均能提高动能向静压能的转化率,故它们可视为离心泵的转能部件。这是由于蜗壳和导轮都具有逐渐转向和扩大的流道,从而减少了能量损失,且使部分动能转化为静压能。

2. 过滤操作有几种典型方式?各具什么特点? 答:过滤操作有恒压操作和恒速操作两种典型方式。

恒压过滤操作的特点是在恒定压差下进行过滤操作,随着过滤时间的延长,滤饼逐渐加厚,导致过滤速率不断下降;恒速过滤操作需不断加大过滤推动力(即提高压强),以适应过滤阻力增加而维持恒速的需要。

有时,为了避免过滤初期因压差过高而引起滤液浑浊或滤布堵塞,可采用先恒速后恒压的复合操作方式,过滤开始时以较低的恒定速率操作,当表压升至给定数值后,再转入恒压操作。由于恒速阶段很短,工业上大都可视为恒压操作

3. 操作离心泵时,开车顺序是什么?开泵前关闭出口阀的目的是什么?

答:检查底阀 灌水 闭出口阀 启动电机 待运行平稳 开启出口阀。闭出口阀的目的是为了减小启动电流。

4. 过滤介质的性能有何要求?工业上常用的过滤介质有几类?

答:过滤介质是滤饼的支承物,它应具有足够的力学强度和尽可能小的流动阻力,同时,还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。工业上常用的过滤介质主要有:织物介质、堆积介质和多孔性固体介质。用于膜过滤的介质则为各种无机材料膜和有机高分子膜。 5. 导热系数的物理意义及影响因素是什么?

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答:导热系数表征的热传导能力,是物理的热性质。它在数值上等于单位温度梯度下的热传导通量。导热系数越大,热传导越快。

导热系数的大小与物质的组成、结构、温度及压强等诸多因素有关。其值通常由实验测定。各种物质的导热系数差别很大,一般金属的导热系数最大,非金属的次之,液体的较小,气体的最小。

6. 问答题:(10分)

以研究直管阻力系数为例,简要列出量纲分析法的步骤,并说明其优点。

解:(1). 析因实验, 寻找影响过程的主要因素,找出与直管阻力有关的影响因素有流体密度、黏度、管径、管长、粗糙度、流动的流速。

(2)。规划实验,将变量组合成无量纲数群,从而减少实验个数。 (3)。数据处理,得到实验结果的正确表达。 优点:1,较少实验量。 2.简化实验装置。 带泵管路计算

1. (18分)图示疏水管路,用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径为

φ70mm×3mm,管长LAB=25mm,压出管直径为φ60mm×3mm,管长LCD=25mm(管长均包括局部阻

力的当量长度),摩擦系数λ均为0.025,△Z=11m,离心泵特性曲线为He=30-6×10qv,式中He:m;qv:m/s。试求: (1)管路流量为多少m/h,

(2)旱季江面下降2m,与原流量相比,此时流量下降百分之几?

3

3

5

2

2. (18分)用离心泵输液进塔。塔表压49kPa,原料槽表压9.8kPa,塔管出口比原料槽液

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生物工程化工原理练习题

..151.习惯上,将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比称为(相对挥发度)。根据α值的大小,可用来判断(蒸馏分离的难易和可能性),若α=1,则表示该混合物(不能用普通蒸馏方法分离)。152.在精馏塔设计时,若选用回流比减小(F,xf,q,xD,xW均指定),则塔釜加热量(变少),所需理论板数(增大)。(增加,
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