江 南 大 学 考 试 卷 专 用 纸
9. 同一物料，在一定的干燥速率 《 食工原理 》期末考试卷 （A）2005.6.27 下，物料愈厚，则临界含水量＿ ＿。 使用专业、班级 学号 (A).愈低； (B).愈高； 姓名 (C).不变； (D).不一定。 题 数 得 分 一 二 三 四 五 总 分 10. 物料的平衡水份一定是＿＿。 (A)非结合水份 (B)自由水份 (C)结合水份 (D)临界水份 11. 在双效并流蒸发系统中，将10000kg/h的10%稀溶液浓缩到50%,总蒸发水量为＿8000＿＿kg/h；若第一效的蒸发水量为3800kg/h，则出第一效溶液的浓度为＿＿16.13%＿＿＿＿＿＿。 12. 与单效蒸发相比，多效蒸发的优点是 减少生蒸汽用量＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 13. 在三效并流加料蒸发流程中，从第一效至第三效，溶液浓度将愈来愈＿大＿＿，蒸发室的真空度将愈来愈＿大＿＿，溶液的沸点将愈来愈＿小＿＿，各效产生的二次蒸汽压力将愈来愈＿小＿本题 得分 一、填空题 〖每空1分，共计30分〗； 1. 两组份的相对挥发度??越小，则表示分离该物系越＿＿＿＿＿＿＿。 A.容易; B.困难; C.完全; D.不完全。 2. 分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中，＿＿＿＿进料的q值最大，其温度＿＿＿于泡点温度，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离＿＿＿＿，分离所需的总理论板数_________。 3. 简单蒸馏的主要特点是：①＿＿＿＿操作；②回流比R ＿＿＿0。 ① (稳定 不稳定) ② (＞＜＝) 4. 一般而言，两组分A、B的等摩尔反向扩散体现在＿＿＿＿单元操作中，而A在B中单向扩散体现＿。
在＿＿＿＿单元操作中。 14. 用纯溶剂S对A、B混合液进行5. 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1， 单级(理论)萃取，当萃取剂用量气膜和液膜体积吸收系数分别为kYa = 2×增加时(进料量和组成均保持不10-4kmol/(m3s)，kXa=0.4kmol/(m3s)。则该吸收过变)所获得的萃取液组成将＿＿程为 ＿＿＿膜阻力控制，气膜阻力占总阻力的百＿＿(A)增加；(B)减少；(C)不变；分数为＿＿＿＿；该气体为＿＿＿溶气体。 (D)不一定。 6. 对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增15. 萃取剂加入量应使原料和萃取高一些，则塔的HOG将＿＿＿＿＿，NOG将＿＿剂的和点M位于: ＿＿。
＿＿＿(增加，减少，不变)。 7. 若维持不饱和空气的湿度不变，提高空气的干球(A)溶解度曲线之上方区；(B)溶温度，则空气的湿球温度＿＿＿，露点＿＿＿，解度曲线上；(C)溶解度曲线之下相对湿度＿＿＿。 (变大,变小,不变,不确定) 方区； (D)座标线上。 8. 已知物料的临界含水量为0.2kg水/kg绝干料，空16. 单级(理论)萃取中，在维持进料气的干球温度为t，湿球温度为tw，露点为td，现组成和萃取相浓度不变的条件将该物料自初始含水量X1=0.45 kg水/kg绝干料下，若用含有少量溶质的萃取剂干燥至X2=0.1kg水/kg绝干料，则在干燥末了时代替纯溶剂所得萃余相浓度将＿物料表面温度tm：( )。 ＿＿(A)增加；(B)减少；(C)不变； (A).tm>tw; (B).tm=t; (C).tm=td; (D).tm=tw。 本题 三、计算题 〖20分〗 本题 二、计算题 〖20分〗 得分 得分 流量为0.04kmol/m2s的空气中混有2%(摩尔在一连续常压精馏塔中分离某理想混比)的氨气，在填料吸收塔中采用逆流吸收流合液，xD＝0.94，xW＝0.04。已知此塔进料程回收其中95%的氨。塔顶喷入浓度为q线方程为 y=6x-1.5，采用回流比为最小0.0004(摩尔比)的稀氨水溶液，操作液气比为回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相最小液气比的1.5倍，操作范围内的平衡关系对挥发度为2，求： 为Y*=1.2X，所用填料的气相总体积吸收系数(1) 计算q值及判断进料状态； KYa=0.052kmol/(m3s)。试求： （2）最小回流比和回流比； (1)液体离开塔底时的浓度(摩尔比)； （3）精馏段操作线方程； (2)全塔气相平均推动力?Ym； (4)若塔底产品qW=150kmol/h，求进料(3)填料层高度Z 。 量qF和塔顶产品量qD； 本题 四、计算题 〖15分〗 本题 五、计算题 〖15分〗 得分 得分 采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿在传热面积为50m2的单效蒸发器内将物料1000kg，干燥操作使物料的湿基含量20%的CaCl2水溶液浓缩到40%(均为质量百分由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温数)。生蒸汽的温度为120℃，汽化潜热为为20℃，湿度为0.009kg水/kg绝干空气，2210kJ/kg，其消耗量2400kg/h，冷凝器内二次经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离蒸汽温度为60℃(该温度下汽化潜热开干燥器时废气温度为40℃，若在干燥器2360kJ/kg)，原料液的温度t0为20℃，流量为中空气状态沿等焓线变化。试求：(1)水分3600kg/h，比热cp0为3.5kJ/kg℃。 该溶液蒸蒸发量（kg/s）；(2)绝干空气消耗量（kg绝汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为干气/s）；(3)干燥产品量（kg/s）？ 23℃, 试计算： （1）蒸发器的热损QL为总热量的百分数 （2）蒸发器的传热系数K 2）（ 《 食工原理 》期末考试卷下（A）参考答案 2005.6.27
（食02级用）
二、填空题 〖每空1分，共计30分〗；
1. B
2.冷液 ， ＜， 最远， 最少 3.不稳定操作， R＝0 4.精馏， 吸收 5. 气膜，100%， 易 6.不变，增加 7.↑， 不变；↓ 8. A 9. B 10.C
11. 8000 kg/h， 16.13% 12. 减少生蒸汽用量 13. 大, 大, 小, 小 14. D 15. C 16. C
二、计算题 〖20分〗
解：
（1）q/(q-1)=6 ∴q=1.2 为冷液进料 2分 （2）xF/(q-1)=1.5 ∴xF=0.3 由：y=2x/(x+1) y=6x-1.5
得： xq=0.333(取正根) yq=6×0.333-1.5=0.5
Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.94-0.5)/(0.5-0.333)=2.635 6分 R=1.2Rmin=3.162 2分 (3) 精馏段操作线方程:
y=[R/(R+1)]x+xD/(R+1)=(3.162/4.162)x+0.94/4.162=0.76x+0.226 5分 (4)总物料衡算:
D=W[(xF-xw)/(xD-xF)]=150(0.3-0.04)/(0.94-0.3)=60.94kmol/h
F=D+W=60.94+150=210.94 kmol/h 5分
三 计算题 〖20分〗
解：（1）Y1=0.02 Y2=Y1(1-?)=0.02(1-0.95)=0.001
X2=0.0004 X1*= Y1/m =0.02/1.2=0.01667
(L/V)min=(Y1-Y2)/(X1*-X2)=(0.02-0.001)/(0.01667-0.0004)=1.168 4分 L/V=1.5×1.168=1.752
L/V=(0.02-0.001)/(X1-0.0004)=1.752
X1=0.01124 4分
（2）ΔY1=Y1-Y1*=0.02-1.2×0.01124=0.00651 ΔY2=Y2-Y2*=0.001-1.2×0.0004=0.00052
ΔYm=(ΔY1-ΔY2)/ln(ΔY1/ΔY2)=0.00237 4分 （3）HOG =V/(KYaΩ)=0.04/0.052=0.769 m
NOG =(Y1-Y2)/ΔYm=(0.02-0.001)/0.00237=8.02 Z= HOG×NOG =0.769×8.02=6.17 m 8分
四、计算题 〖15分〗
解： (1)Ｗ＝Gc(X1－X2)
X1＝0.4/(1－0.4)＝0.667 X2＝0.05/(1－0.05)＝0.0526
Gc＝1000(1－0.4)＝600 kg绝干料/h
∴Ｗ＝600(0.667－0.0526)＝368.64 kg/h＝0.1024 kg/s 6分
(2)L＝Ｗ(H2－H1)
H1＝H0＝0.009 kg水/kg绝干气 t1＝120℃，t2＝20℃ H2未知，可通过I1＝I2求算
I1＝(1.01+1.88H1)t1+2490H1＝1.01t1+(1.88t1+2490)H1 I2＝(1.01+1.88H2)t2+2490H2＝1.01t2+(1.88t2+2490)H2 ∴H2＝(1.01×120+(1.88×120+2490)×0.009-1.01×40)/(1.88×40+2490)
＝0.041 kg水/kg绝干气
∴L＝0.1024/(0.041-0.009)＝3.1974 kg绝干气/s 6分 (3) G2＝Gc(1＋X2) ＝600/3600×(1＋0.0526)
＝0.175 kg/s 3分
五、计算题 〖15分〗
解：
蒸发水份量 W=F(1-x0/x1)=3600×(1-0.2/0.4)=18000kg/h=0.5 kg/s 生蒸汽释放的热量 Qg=D·r=2400×2210=5.304×106 kJ/h=1.473×106 W 又 Qg=FCp0× (t1-t0)+Wr'+QL
冷凝器温度Tg'为60℃, ∴溶液的沸点为t1=Tg'+∑?=60+23=83℃ ∴ 1.473×106=(3600/3600)×3.5×103 (83-20)+0.5×2360×103+Q4L ∴QL=7.25×10 W 热损失占总热量的百分数 (QL/Qg)×100%=7.2×104/(1.473×106)×100%=4.92% ∵Q=KA(T-t)
∴K=Q/[A(T-t)]=(1.473×106-7.25×104)/[50(120-83)]=757 W/m2℃
5分 5分 5分
