题目
最少理论板数是用什么方法得到的? A. 吉利兰图B. 恩德伍德公式>C. 芬斯克方程D. q线方程
最少理论板数是用什么方法得到的?
- A. 吉利兰图
- B. 恩德伍德公式>
- C. 芬斯克方程
- D. q线方程
题目解答
答案
C
解析
最少理论板数的计算是精馏设计中的核心问题,其核心思路是确定达到指定分离要求所需的最少塔板数。本题的关键在于区分不同方法的适用场景:
- 吉利兰图(选项A)是图解法,常用于估算非全回流条件下的理论板数;
- 恩德伍德公式(选项B)主要用于相对挥发度的计算,与理论板数无直接关系;
- 芬斯克方程(选项C)是唯一专门用于计算全回流条件下最小理论板数的解析公式;
- q线方程(选项D)与进料状态相关,属于 McCabe-Thiele 图解法的一部分,但不直接计算最少板数。
破题关键:明确芬斯克方程的定义及其在最小理论板数计算中的独特地位。
芬斯克方程的数学表达式为:
$N = \frac{\ln \left[ \frac{\alpha - 1}{\alpha - \alpha_f} \right]}{\ln \alpha}$
其中:
- $N$ 为最小理论板数;
- $\alpha$ 为平均相对挥发度;
- $\alpha_f$ 为进料液相中两组分的相对挥发度比。
核心步骤:
- 确定相对挥发度:计算各组分的相对挥发度 $\alpha$;
- 代入公式:将 $\alpha$ 和 $\alpha_f$ 代入芬斯克方程;
- 计算理论板数:通过公式直接得出最小理论板数 $N$。
其他选项排除:
- 吉利兰图依赖图解,无法直接得到解析解;
- 恩德伍德公式聚焦于相对挥发度的修正,不涉及板数计算;
- q线方程仅用于 McCabe-Thiele 方法的进料线绘制。