化工原理課后答案

1、3.在大氣壓力為101.3kPa的地區(qū)，一操作中的吸收塔內(nèi)表壓為130 kPa。若在大氣壓力為75 kPa的高原地區(qū)操作吸收塔，仍使該塔塔頂在相同的絕壓下操作，貝毗時表壓的讀數(shù)應(yīng)為多少？卩絕=Pa + P 表=101.3 +130 = 231.3KPa解：卩表=p絕一pa = 231.3 75 = 1563.KPa1-6為測得某容器內(nèi)的壓力，采用如圖所示的 U形壓差計，指示液為水銀。已知該液體密度為900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m。試計算容器中液面上方的表壓。P + Ph = pgh解：p= pgR- pgm3=13.6 109.81 0.45-900 9.81 0.8= 60

2、037.2 -7063.2 =52974Pa =53kPa1-10 .硫酸流經(jīng)由大小管組成的串聯(lián)管路 ，其尺寸分別為076 X4mm和057 X3.5mm。已 知硫酸的密度為1831 kg/m 3,體積流量為9m3/h,試分別計算硫酸在大管和小管中的 （1）質(zhì)量流量;（2）平均流速；（3）質(zhì)量流速。解：(1)大管：76 4mmms =qV P 9 183 16479kg/hqV9/3600- _ .u122 -0.69m/s0.785d20.785 0.0682G1 =u廠 0.69 1831 =1263.4kg/m2 s(2)小管：57 3.5mm質(zhì)量流量不變m$2 -16479kg /hq

3、V9/ 3600. _ .U222 -1.27 m / s0.785d；0.785 0.052或：u2 =山(蟲)2 =0.69(塑)2 =1.27m/sd250G2 二 u2 亠1.27 183 2325.4kg /m2 s參考.資料1-11 .如附圖所示,用虹吸管從高位槽向反應(yīng)器加料，高位槽與反應(yīng)器均與大氣相通且高位槽中液面恒定?，F(xiàn)要求料液以1m/s的流速在管內(nèi)流動，設(shè)料液在管內(nèi)流動時的能量損失為20J/kg （不包括出口），試確定高位槽中的液面應(yīng)比虹吸管的出口高出的距離。解：以高位槽液面為1-1面管出口內(nèi)側(cè)為2-2面，在1-1 2-2 間列柏努力方程乙g 叢丄u； = Z2 g 匕丄u；

4、亠二Wf1 2 1 2 2 2 fu；二WJ/g1 20） - 9.81 二 2.09m1-14 .附圖所示的是丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為2.0MPa （表壓），精餾塔內(nèi)操作壓力為1.3MPa （表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面30m ,管內(nèi)徑為140mm ,丙烯密度為 600kg/m 3?，F(xiàn)要 求輸送量為40 X10 3kg/h ,管路的全部能量損失為 150J/kg （不包括題14附圖出口能量損失），試核算該過程是否需要泵。解：在貯槽液面1-1與回流管出口外側(cè) 2-2 間列柏努力方程知2心乙9衛(wèi)fuiW簡化:竺 We 二 z?g

5、竺 u； v Wflu； z?g Wfu2 一 0.785d240 卩3 3600 6002=1.2m/s0.785 0.142參考.資料6(1.3 2.0)燈0612600We1.230 9.81 1502二-721.6J/kg不需要泵，液體在壓力差的作用下可自動回流至塔中1-16 .某一高位槽供水系統(tǒng)如附圖所示，管子規(guī)格為045 X2.5mm。當(dāng)閥門全關(guān)時，壓力表的讀數(shù)為 78kPa。當(dāng)閥門全開時，壓力表的讀數(shù)為 75 kPa，且此時水槽液面至壓力表處的能量損失可以表示為ZWf =u2J/kg (u為水在管內(nèi)的流 速)。試求:(1)高位槽的液面高度；(2)閥門全開時水在管內(nèi)的流量(m3/h

6、 )。解：(1)閥門全關(guān)，水靜止P 二?gh.h=7.95mPg10 X9.81閥門全開：在水槽1-1面與壓力表2-2面間列柏努力方程：-Z2g 旦-375 10317.95 9.81 = -u21000 2解之：u2 二 1.414m/s流量:乂 蔦航2“785 .。42 匚414“776 10S3/s= 6.39m/h參考.資料1-17 .附圖所示的是冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng) 。鹽水的密度為 1100 kg/m 3,循環(huán)量為45 m3/h。管路的內(nèi)徑相同，鹽水從A流經(jīng)兩個 換熱器至B的壓頭損失為9m，由B流至A的壓頭損失為12m， 問：(1) 若泵的效率為70%,則泵的軸功率為多少？(2) 若A處

7、壓力表的讀數(shù)為153kPa ,則B處壓力表的讀數(shù)為多少 ？ 解：(1)對于循環(huán)系統(tǒng)：He 八 hf =912 = 21mPe=HeVsg=21 453600 00 9.81 =2.83kW.軸功率:p 丄二283 二 4.04kW0.7(2) A； B列柏努力方程P uA Za 二皿丄uB Zb hfAB：g 2g；g 2g簡化：P ApBZb hfAB15 3 103 = pB 1100 9.81(79)-pB = -19656 pa (表)-B處真空度為19656 Pa。1-23 .計算10 C水以2.7 X10 3m3/s的流量流過057 X3.5mm、長20m水平鋼管的能量損失、壓頭損

8、失及壓力損失。(設(shè)管壁的粗糙度為 0.5mm )參考.資料2.7 10解: u =2 =2 = 1.376 m / s0.785d0.785x0.05Vs10 C水物性：:-=999.7kg / m3,- 1.305 10；pa sduP 0.05x999.7 x 1.376 Re -V-1.305 104-5.27 101-25 .液位恒定，當(dāng)量長度）一匹，0.01d 50查得 “ 0.038u2W =活=0.038 器 2 hf 八Wf /g =1.475m :Pf =p- 14465.7Pa21.376 =14.47 J / kg如附圖所示,用泵將貯槽中20 C的水以40m 3/h的流量

9、輸送至高位槽。兩槽的且相差20m ,輸送管內(nèi)徑為100mm ,管子總長為80m （包括所有局部阻力的。已知水的密度為998.2kg/m 3,粘度為1.005 xi0-3Pas,試計算泵所需的有效功率。尸0.2nd244036000.785 0.12=1.415m/sRedu p(10.1 998.2 1.4151.005 10=1405422000題23附圖如=0.2/100=0. 002入=0.023參考.資料在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程：Z1g已押WZ2g也卻r簡化：We =z2g而: Wf 二 X-= 0.02-8x!=18.42J/kgd 20.12We =20 9.81

10、18.42 =214.6J/kgNe = We ms =We Vs p 214.62 43600 998.2 二 2380W :- 2.4kW1-28 .如附圖所示,密度為800 kg/m 3、粘度為1.5 mPa s的液體，由敞口高位槽經(jīng)114 X4mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。體在管內(nèi)的流速為1.5m/s ,管路中閘閥為半開,管壁的相對粗糙度；d = 0.002 ,試計算兩槽液面的垂直距離-z。在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方程：如2憶g但卻5 - 160m題26附圖簡化:du0.106 800 1.51.5 104= 8.48 10由

11、；d =0.002,查得=0.026管路中：進口二 0.590 C彎頭=0.752個半開閘閥上=4.5出口參考.資料2 2.(0.026 30 1600.5 2 0.75 4.5 1) 竺d20.1062= 60.87J/kgP2P Wf )/g=(0.16 10680060.87)/9.81 =26.6m1-31粘度為30cP、密度為900kg/m 3的某油品自容器A流過內(nèi)徑40mm的管路進入容器B。兩容器均為敞口，液面視為不變。管路中有一閥門，閥前管長 50m ,閥后管長20m （均包括所有局 部阻力的當(dāng)量長度）。當(dāng)閥門全關(guān) 時，閥前后的壓力表讀數(shù)分別為 8.83kPa和4.42kPa。現(xiàn)

12、將閥門打開至 1/4開度，閥門阻力的當(dāng)量長度為30m。試求：管路中油品的流量解：閥關(guān)閉時流體靜止，由靜力學(xué)基本方程可得z=8=10m印 900 9.81Zbp21 - Pa4.42 1035 m900 9.81當(dāng)閥打開1 4開度時，在AA與BB 截面間列柏努利方程zAgI*22=ZBg iuPBTZWf其中： Pa 二 PB =(表壓)，UA =UB =0(ZA - ZB)g F；Wfd 2參考.資料(a)由于該油品的粘度較大，可設(shè)其流動為層流，則代入式(a),有(Za -ZB)g =64l Zle u2d232叫1 口e)ud2?2d (ZA-ZB)g32(1 lle)0.042 900 (

13、10-5) 9.8132 30 10 (50 30 20)= 0.736 m/s校核：Red ;u0.04 900 0.73630 10= 883.2 ： 2000假設(shè)成立。油品的流量n 22433% 蔦O.785。04 O.7364410*.328阻力對管內(nèi)流動的影響閥門開度減小時(1) 閥關(guān)小，閥門局部阻力增大，流速u J，即流量下降。(2) 在11與AA截面間列柏努利方程：+ 12 + P1+ 12 + Pa +Yxa/z1g山ZAguaW2 P2 P參考.資料簡化得1 2Pa ,乙 gUawf1 a2 J一2或pAl1u1g (d1)2顯然，閥關(guān)小后UaJ, PaT,即閥前壓力增加。(

14、3) 同理，在BB 與22 截面間列柏努利方程，可得：閥關(guān)小后UbJ, PbJ,即閥后壓力減小。由此可得結(jié)論：(1)當(dāng)閥門關(guān)小時，其局部阻力增大，將使管路中流量減小；下游阻力的增大使上游壓力增加；(3)上游阻力的增大使下游壓力下降。可見，管路中任一處的變化 ，必將帶來總體的變化，因此必須將管路系統(tǒng)當(dāng)作整體考慮。1-36 .用離心泵將20 C水從水池送至敞口高位槽中,流程如附圖所示，兩槽液面差為12m。輸送管為057 X3.5mm的鋼管，吸入管路總長為壓出管路總長 155 m (包括所有局部阻力的當(dāng)量長度 )。用孔板流量計測量水流量徑為20mm ,流量系數(shù)為 0.61 , U形壓差計的讀數(shù)為00

15、mmHg 。摩擦系數(shù)可取為 0.02。試求:(1)水流量，m 3/h ;每kg水經(jīng)過泵所獲得的機械能。解:泵入口處真空表的讀數(shù)。(1)VsbAc 2Rg(廠 p參考.資料2= 0.61 0.785 0.022 0.6 9.81 (13600 -998.2)998.2= 2.331 10J= 8.39(2)以水池液面為1-1面，高位槽液面為 2-2 面，在1-12-2,面間列柏努利方程:P1Pu； Z1g WeP2 -u2 Z2g Wf2p 2簡化:we 二.：ZgWfITe U2Vs2.331 10其中：u2 =190.785d0.785 7.05220 1 192 .、Wf =0.02 0=

16、49.70.052二 We =12沢9.81 +49.7 =167.4%g(3)以水池液面為1 _1面，泵入口為3-3面，在1 _ 1 3-3面間列柏努利方程：丸弋Wf乙=0,5= 0,Z3 = 1.5m,u3 = 1.19m/sP1 一 P3l 1 2201.192入u =0.025.66 J / Kgd 20.0521uf Z3g、Wf1 1921.5 9.81 5.66 =21.023J / kgp p21.023 9.81 =20.6kPa1-39 .在一定轉(zhuǎn)速下測定某離心泵的性能，吸入管與壓出管的內(nèi)徑分別為70mm 和50mm。當(dāng)流量為30 m3/h時，泵入口處真空表與出口處壓力表的

17、讀數(shù)分別為40kPa和參考.資料215kPa ,兩測壓口間的垂直距離為0.4m ,軸功率為3.45kW。試計算泵的壓頭與效率30 $解：6 = qv =了3600 2 =2.166叨n 2 0.785 0.072sd1430u2 = =4.246嘆0.785 0.052s在泵進出口處列柏努力方程，忽略能量損失；巴u2 Zi H e =邑 1 U； Z2：g 2g:g 2gP2 - Pig122( - Ui )亠 Z 2g(21540) 1033109.812 9.8122(4.246 -2.1162)0.4=27.07mNe 二 QH pg =30 3600 1 03 9.81 27.07 =

18、 2.213kWN2213廿100%100% =64.1%N3.45第二章非均相物系分離1、試計算直徑為30呵 的球形石英顆粒（其密度為2650kg/ m3）,在20 C水中和參考.資料20 C常壓空氣中的自由沉降速度解：已知 d=30 m、ps=2650kg/m 3(1) 20C水片1.01 x10-3Pasp=998kg/m 3設(shè)沉降在滯流區(qū)，根據(jù)式（2-15 ）Utd*s)g(30 10于(2650 -998)9.81=8.02 pf/s1818 1.01 10校核流型Ret 二 dUt；?30 108.02 10 鼻 998 =2.38 W (102)1.01 10”假設(shè)成立，Ut=8

19、.02X10-4 m/s為所求（2） 20 C常壓空氣M=1.81 X10-5Pasp=1.21kg/m 3設(shè)沉降在滯流區(qū)Utd2( 6 - )g62(30 10 )(2650 .21) 9.81=7.18 10-m/s18 1.81 10*校核流型：R卄心心二匹出竺1.81 10*= 0.144(10* 2)假設(shè)成立,ut=7.18 x10-2m/s為所求。2、密度為2150kg/ m3的煙灰球形顆粒在 20C空氣中在層流沉降的最大顆粒直徑是多 少？解：已知 ps=2150kg/m 3查 20C空氣片1.81 x10-5Pa.s尸1.21kg/m 3當(dāng)Ret=2時是顆粒在空氣中滯流沉降的最大

20、粒徑，根據(jù)式（2-15 ）并整理參考.資料d3()gdu21&i2所以36 (1.81 10-5)2d 3=7.73 10，m=77.3 口m(Ps P)gP (2150 1.21)漢 9.81 疋 1.213、直徑為10呵 的石英顆粒隨20C的水作旋轉(zhuǎn)運動，在旋轉(zhuǎn)半徑R= 0.05m處的切向速度為12m/s ,求該處的離心沉降速度和離心分離因數(shù)。解：已知 d=10、R=0.05mUj=12m/s設(shè)沉降在滯流區(qū)，根據(jù)式（2-15）g改為Uj/ R 即Ur2 2 10 2d ( - ) Uj 10(2650 -998)1218J18 1.01 100.0262m/s 二 2.62cm/s0.05

21、校核流型ur=0.0262m/s所以Kc100.262 998 “259 (10 /1.01 10”為所求。2Ui122= 2942)Rg 0.05 9.816、有一過濾面積為0.093m 2的小型板框壓濾機，恒壓過濾含有碳酸鈣顆粒的水懸浮液。過濾時間為50秒時，共得到2.27 X10-3 m3的濾液；過濾時間為100秒時。共得到3.35X10-3 m3的濾液。試求當(dāng)過濾時間為 200秒時，可得到多少濾液？解：已知 A=0.093m 2t1=50s、V1=2.27 X10-3m3、t2=100s、V2=3.35 X10-3m3t3=200s由于V 2.27 10“0.093= 24.41 10

22、V2q1-33.35 10-2= 36.02 10 0.093根據(jù)式(2-38a )參考.資料q22qeq1 = a(24.4110J)22 24.4110，qe=50Kq22qq2 二 Kt?(36.0210；)22 36.0210q10(K聯(lián)立解之：qe=4.14 X103K=1.596 X105因此 q；2 4.14 10q3 =200 1.596 10q3=0.0525所以V3=q3A=0.0525 XQ.Q93=4.88 X103m3AVV*弟二早傳熱1有一加熱器，為了減少熱損失，在壁外面包一層絕熱材料，厚度為300mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.16w/(m.k),已測得絕熱層外側(cè)溫度為30

23、C在插入絕熱層50mm處測得溫度為75 C試求加熱器外壁面溫度.解：t21 = 75 C, t3= 30 C,Q0.16w/(m.k)b1直入入右 -7575-300.25 0.050.16 0.16 t45 5 75 = 300C,其中最內(nèi)層為耐火磚，中間層為絕熱磚，最0.5m和0.25m ,三種磚的導(dǎo)熱系數(shù)分別為),C已知耐火磚內(nèi)側(cè)為 1000 C,普通磚外壁2.設(shè)計一燃燒爐時擬采用三層磚圍成其爐墻外層為普通磚。耐火磚和普通磚的厚度分別為1.02 W/(m)、C0.14 W/(m)和8.92 W/(m溫度為35 Co試問絕熱磚厚度至少為多少才能保證絕熱磚內(nèi)側(cè)溫度不超過940 C,普通磚內(nèi)側(cè)

24、不超過138 Co解b 14tt21000 351000 12/、解：q(a)bi + b2 * b30.5 + b2 + 0.250.5、231.020.140.921.02將t2=940 C代入上式，可解得b2=0.997m參考.資料(b)t3 -t41000 -35t3 -35b3一b2- 0.25- 31.020.140.920.92將 t3=138 oC 解得 b2=0.250m將 b2=0.250m 代入(a)式解得：t2=814.4 C故選擇絕熱磚厚度為0.25m3.帕0 =5 mm的不銹鋼管，熱導(dǎo)率X1=16 W/m - K;管外包厚30mm的石棉，熱導(dǎo)率為入2=0.25W/(

25、m K)。若管內(nèi)壁溫度為350 C，保溫層外壁溫度為100 C，試計算每米管長的熱損失及鋼管外表面的溫度； 解：這是通過兩層圓筒壁的熱傳導(dǎo)問題 ，各層的半徑如下管內(nèi)半徑 * = 20mm = 0.02m ,管外半徑 r2 = 25mm = 0.025m管外半徑 保溫層厚度 a =0.025 0.03= 0.055m每米管長的熱損失2 ME 七3)入r122 3.14 (350 -100)丄ln1625 j20 0.22二 397W/m252 ME “3)丄in生359 -t2t2 -10016 200.2225t2 =349C6.冷卻水在25 2.5mm、長度為2m的鋼管中以1m/s的流速流動

26、，其進出口溫度分別20 C和50 C,試求管內(nèi)壁對水的對流傳熱系數(shù)。-20+50解：空氣的定性溫度：t35 Co在此溫度查得水的物性數(shù)據(jù)如下：2Cp =4.174kJ/kg K , 入二 62.57 10_2W/m K , 廠 7.28 10_5Pa sp = 994kg / m參考.資料u =1 m/sRe 二du p(10.02 1 99472.8 10“= 2730710000PrCp (1 _入= 4.87l/d=2/0.02=100X_ 0.80.462.57 100.80.4a 0.023Re Pr =0.023273074.87d0.02-0.7195 3540 1.88 =47

27、88W/（m2C）3-15載熱體流量為1500kg/h，試計算各過程中載熱體放出或得到的熱量。飽和蒸汽冷凝成100 C的水；（2）110 C的苯胺降溫至10C；（ 3）比熱容為 的NaOH溶液從370K冷卻到290K ;（ 4）常壓下150 C的空氣冷卻至 20 C；147.1kPa的飽和蒸汽冷凝，并降溫至Co(1) 100C 的3.77kJ/(kg K)(5)壓力為參考.資料(1)1500q 3600kg/s,r =2258kJ/kg1500融 225941kWT381282.333KCp =2.19kJ /(kg K)Q 二 qmCp(T1 -T2)二1500 2.19 (383-283)

28、 = 91.3kW3600(2)NaOHCp =3.77kJ /(kg K)1500Q = qmCp(T1 -T2)3.77 (370 -290) = 126kW3600(4) 怙=20 150 =85CCp =1.009kJ/(kgC)21500Q =qmCp(t1 七)1.009 (150-20) =54.7kW3600(5) p =147.1kPats =111C, r=2230kJ/kg111 50t2 =50Ctm80.5 C2Cp =4.2kJ/(kg C)1500Q =qmr Cp(t1 -t2)(2230 4.2 61) = 1035.9kW.36003-17在一套管式換熱器中

29、,用冷卻水將1.25kg/s的苯由350K冷卻至300K ,冷卻水進出口 溫度分別為290K和320K。試求冷卻水消耗量肋350+300解：Tm325K Cp1 =1.83kJ/(kg K)2Q =qm1Cp1(T1 -T2)=1.25 1.83 (350 - 300) = 114.3kWtm290 3202二 305CCp =4.174kJ/(kg C)qmQCp2(t1 - t2)114.34.174 30二 0.91kg/s3-18在一列管式換熱器中，將某液體自15 C加熱至40 C,熱載體從120 C降至60 C .試計算換熱器中逆流和并流時冷熱流體的平均溫度差參考.資料解：逆流解：逆

30、流：.t =120 -40 =80C，. :t2 =6015 = 45C-t - - t280 -45.80In -4560.8C0.5753并流 t =120 -15 =105C,.：t2 =60-40 = 20CIn1P2 二旦-51.3C.1051.658In203-20在一內(nèi)管為25 2.5mm的套管式換熱器中，管程中熱水流量為 度分別為90 C和60 C；殼程中冷卻水的進出口溫度分別為 20 C和 的總傳熱系數(shù)為 2000W/（m 2C試求：（1）冷卻水的用量；（2） 及管子的長度；（3）并流流動時平均溫度差及管子的長度 。3000kg/h ，進出口溫50 C,以外表面為基準(zhǔn)逆流流動

31、時平均溫度差參考.資料解:Q =qmlCpi(T| -T?) = qm2Cp2(tl - t?)cp1 =4.19kJ/kg,Cp2 =4.174kJ/kg3000 4.19 (90 -60)=qm2 4.174 (50-20) qm2 =3011kg/h逆流： =9050 =40C,.：t2 =60 20 = 40C4 =40CQ = KStm =33000 4.19 10302=1.309 m3600 2000 401.309s = ndl = l =3nd 3.14x1800二 2.315m并流 =90 -20 = 70C, .：t2 =6050 =10C770一10 竺=30.76C1

32、.95ln1033000 4.19 103021.703m 3600 2000 30.76l =nd1.703=3.01 m3.14 180 10吸收,測得水中的 CO230 C,溶液密度為2.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入純的CO2氣體，經(jīng)充分接觸后平衡濃度為 2.875 X10 -2kmol/m 3,鼓泡器內(nèi)總壓為 101.3kPa ,水溫 1000 kg/m 3。試求亨利系數(shù)E、溶解度系數(shù)H及相平衡常數(shù) m。解：查得 30 C,水的 ps =4.2kPap*A =p - ps =101.3 -4.2 =97.1kPa參考.資料稀溶液：c1000 二 55.56kmol/m 3Ms 18

33、彳875 曲=5.17 10c-55.56* Pa97.1x_45.17 10 Ca_2 2.875 10 *Pa97.1E51.876 10.1= 1.876 105kPa-2.96 10*kmol/(kRm3)101.35.用清水逆流吸收混合氣中的氨，進入常壓吸收塔的氣體含氨6 % （體積），吸收后氣體 出口中含氨0.4% （體積），溶液出口濃度為 0.012 （摩爾比），操作條件下相平衡關(guān)系為Y* =2.52X。試用氣相摩爾比表示塔頂和塔底處吸收的推動力。解：y10.06*Y1-0.064丫1 =2.52X1= 2.52 0.012 = 0.030241 - y11-0.06y20.00

34、4*Y220.00402 Y2 =2.52X2.52 0 = 01 -y21-0.004塔頂:Y2 二 Y2 -Y2* 二 0.00402 二 0.00402塔底：人Y =Y Y* =0.064 0.03024 =0.0347.在溫度為20 C、總壓為101.3kPa的條件下，SO2與空氣混合氣緩慢地沿著某堿溶液的液面流過，空氣不溶于某堿溶液。SO2透過1mm厚的靜止空氣層擴散到某堿溶液中，混合氣體中SO2的摩爾分率為0.2 , SO2到達某堿溶液液面上立即被吸收，故相界面上SO2的濃度可忽略不計。已知溫度20 C時，SO2在空氣中的擴散系數(shù)為 0.18cm 2/s。試求SO2的傳質(zhì)速率為多少

35、？ 解：SO2通過靜止空氣層擴散到某堿溶液液面屬單向擴散，可用式參考.資料NaDpRTzpBm(PaipA2 )。已知：SO2在空氣中的擴散系數(shù)D=0.18cm 2/s=1.8 xiQ-5m2/s擴散距離z=1mm=0.001m,氣相總壓 p=101.3kPa氣相主體中溶質(zhì) SO2的分壓Pa1=PYa1=101.3 X0.2=20.27kPa氣液界面上SO2的分壓Pa2=0所以，氣相主體中空氣（惰性組分）的分壓Pb1=P Pa1=101.3 - 20.27=81.06kPa氣液界面上的空氣（惰性組分）的分壓Pb2=P Pa2=101.3 0=101.3kPa空氣在氣相主體和界面上分壓的對數(shù)平均

36、值為：PB2 - PB1pB1101-81.90,101.3 In 81.06代入式 Nad(Pa1 -Pa2)，得RTzpBmNaDpRTzpBm(Pa1 - Pa2 )1.8 108.314 293 0.001101.390.8(20.27 -0)=1.67 X10-4kmol/(m 2 s)用20 C的清水逆流吸收氨一空氣混合氣中的氨,已知混合氣體溫度為20 C,總壓為101.3 kPa ,其中氨的分壓為 1.0133 kPa ,要求混合氣體處理量為 773m 3/h ,水吸收混合氣 中氨的吸收率為99%。在操作條件下物系的平衡關(guān)系為Y* = 0.757X ,若吸收劑用量為最小用的2倍，

37、試求（1）塔內(nèi)每小時所需清水的量為多少kg ? （ 2）塔底液相濃度（用摩爾分數(shù)表示）。解:參考.資料（1）丫 = PA1330.01Pb 101.3-1.0133Y2 二丫 (1 ) =0.01(1 0.99) =1 10-773x273V(1 -0.01) =31.8kmol/h293 22.4Y 丫231.8(0.01 0.0001)Lmin =V 1223.8kmol/hX1 -X20.0100.757實際吸收劑用量L=2 Lmin =2 X23.8=47.6kmol/h=856.8 kg/h31.8(0.010.0001)Xi = X2+V (Y1-Y2) /L=0+0.006647

38、.611 .在一填料吸收塔內(nèi)，用清水逆流吸收混合氣體中的有害組分A,已知進塔混合氣體中組分A的濃度為0.04 （摩爾分數(shù)，下同），出塔尾氣中A的濃度為0.005，出塔水溶液中 組分A的濃度為0.012，操作條件下氣液平衡關(guān)系為 Y =2.5X。試求操作液氣比是最小 液氣比的倍數(shù)？解:y1容 0.0417丫20.005=0.0051 -y21 - 0.005y2參考.資料0.012= 0.0121Y1 7Y -V minX； - X2丫1X1丫21 -X!1-0.012X!5(1-丫2) = 2.5(1-遊)丫/0.0417二 2.2L Y -Y2V X! -X20.04 17-0.0050.0

39、 121 -0= 3.033 .03=1 .3812 .用SO2含量為1.1 X103(摩爾分數(shù))的水溶液吸收含 SO2為0.09 (摩爾分數(shù))的混合氣中的SO2。已知進塔吸收劑流量為37800kg/h ,混合氣流量為100kmol/h ,要求SO2的吸收 率為80%。在吸收操作條件下，系統(tǒng)的平衡關(guān)系為 丫 =17.8X，求氣相總傳質(zhì)單元數(shù)解:吸收劑流量= 37800 =2100kmol/h18%1 -y10.091-0.09= 0.099Y2 =Y,1 - )=0.099(1 -0.8) =0.0198惰性氣體流量 V =100(1 _yj =100(1 一0.09) =91kmol/hV衛(wèi)

40、 91二X1 =X2(丫1 -丫2)=1.1 10(0.099-0.0198)= 4.53 10L2100AY =丫 一丫 =0.099 17.8 漢 4.53汽 10=0.0184*34丫2 =丫2 -丫2 =0.0198 -17.8 1.1 10=22 10OG丫 - 丫20.0184-2.2 100.0184-4.1 102ln 2.210 鼻丫 -丫2UYm0.099 -0.019834.1 10-19.313 .空氣中含丙酮2% (體積分數(shù))的混合氣以0.024kmol /(m 2s)的流速進入一填料塔，今用流速為 0.065 kmol /(m 2 s)的清水逆流吸收混合氣中丙酮，要求的丙酮的吸收率為98.8%。已知操作壓力為100 kPa,在操作條件下亨利系數(shù)為1.77 kPa，氣相總體積吸收系數(shù)3為“a =0.0231kmol/(m s)。試用吸收因數(shù)法求填料呈高度？解：已知Y 也 0.020.021 -y11-0.02參考.資料Y2 二 Y(1 - ) =0.02 (1 -0.988 0.00024E 177kPam1.77p 100kPaN ogmVL1.77 0.0240.065= 0.65