化工原理之吸收習(xí)題

1、吸收習(xí)題一、分析與判斷1.在密閉容器內(nèi)存在某種低濃度水溶液,容器內(nèi)壓強(qiáng)為,溶液溫度為t,溶質(zhì)含量為,試問：1假設(shè)將N壓入容器,那么EHmp;2假設(shè)溶液溫度t下降,那么EHmp;3注入溶質(zhì)A,那么EHmp；答：1不變,不變,變小,不變當(dāng)密閉容器內(nèi)壓入N時(shí),相當(dāng)于容器內(nèi)的總壓增加,總壓變化時(shí),對均無影響,故E、H不變,溶質(zhì)的含量也不變,平衡分壓pEx不變,然而,mE/p,總壓p增加,故m變小.2變小,變大,變小,變小假設(shè)溶液的溫度下降,那么平衡分壓p變小,E、H均受溫度的影響,E變小,H變大,mE/p變小.3不變,不變,不變,變大注入溶質(zhì)A時(shí),體系的溫度壓強(qiáng)均不變,此時(shí)物系的E、H、m均不變,而注

2、入A后,溶液中溶解的溶質(zhì)含量變大,故p變大.2、某吸收過程,氣相傳質(zhì)系數(shù)與液相傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系是ky3kx,那么此時(shí)氣相傳質(zhì)推動(dòng)力yyi,液相傳質(zhì)推動(dòng)力Xjx.大于、等于,小于,不確定答：不確定.題中未給出平衡關(guān)系,兩個(gè)傳質(zhì)系數(shù)相差又不大,所以無法判斷是氣膜限制過程還是液膜限制過程.3、低濃度逆流吸收塔設(shè)計(jì)中,假設(shè)氣體流量、進(jìn)出口組成及液體進(jìn)口組成一定,減小吸收劑用量,傳質(zhì)推動(dòng)力將,設(shè)備費(fèi)用將增大、減小,不變減小吸收劑的用量,那么吸收過程的推動(dòng)力降低,即傳質(zhì)推動(dòng)力減小,到達(dá)原來的別離要求所需的填料層的高度增加,所以設(shè)備的費(fèi)用將增大.4、某逆流吸收塔操作時(shí),因某種原因致使吸收劑入塔量減少,以至操作

3、時(shí)液氣比小于原定的最小液氣比,那么將發(fā)生什么情況：.答：氣體出塔含量y2增大,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,液體出塔含量X1也增大.吸收劑入塔量減小,吸收的推動(dòng)力下降,由于原定的最小液氣比對應(yīng)著原別離要求,雖然操作的液氣比小于原定的最小液氣比,操作仍然是吸收操作,只是此時(shí)對應(yīng)的別離要求發(fā)生了變化,由于液氣比下降,所以操作無法到達(dá)原來的設(shè)計(jì)要求,氣體出塔的含量將增大；而又由于操作的溫度、壓強(qiáng)不變,所以吸收的平衡關(guān)系不變,入塔的氣體組成不變,故液氣比越低,對應(yīng)的出塔的液體組成越接近平衡組成,故液體出塔含量X1也增大.L增加,試判斷以下參數(shù)變化情況5、低濃度逆流吸收操作中,原工況操作線如附圖所示,現(xiàn)其他條件不變而

4、吸收劑用量并繪出新工況的操作線：出塔液體Xi,出塔氣體y2,回收率增大、減小,不變,不確定題5附圖題6附圖答：減小,減小,增大Kya,吸收劑用量L增加,那么kx增大,Kya增大,HOG減小;kykx填料層高度不變,HOG減小,NOG增大,cmV,人一通,S減小,根據(jù)傳質(zhì)單元數(shù)關(guān)聯(lián)圖,Lyiy2mx2增大,而y1、x2均mx2不變,故y2減小,回收率*-y2增大;yiL增大,操作線的斜率變大,而y1、x2均不變,故操作線上端與平衡線的距離變大,出塔液體的組成%減小.出塔液體x1減小,塔底的推動(dòng)力變大,出塔氣體y2減小,塔頂?shù)耐苿?dòng)力變小,故ym的變化不確定.新工況的操作線如下圖第5題答案圖第6題答

5、案6、低濃度逆流吸收操作中,原工況操作線如附圖所示,現(xiàn)其他條件不變而吸收劑入塔含量升高,試?yán)L出新工況的操作線.答：由于其他條件不變,X2變高,那么y2變大,塔頂?shù)耐苿?dòng)力變小,故新工況下的操作線必然下移,且與原工況的操作線的斜率相等.新工況的操作線如下圖.7、吸收操作中,原工況下氣體進(jìn)塔量為V,進(jìn)出塔的含量分別為y1、y2.由于某種原因,吸收劑入塔濃度升高,采用增加吸收劑用量L的方法后,使y1、y保持不變.那么與原工況相比,被吸收溶質(zhì)總量,平均推動(dòng)力ym增大,減小,不變,不確定.答：不變,減小吸收過程中被吸收的溶質(zhì)量為：Vyiy2,由于改變前后的yi、y2均不變,故被吸收的溶質(zhì)量不變；K_Jya

6、1kym,吸收劑用量L增加,那么kx增大,大,HOGkxV減小;Kya填料層高度不變,yy2一HOG減小,nOG增大,nOG-,y1、y2不變,ymNog增大,故ym減小.8、低濃度逆流吸收操作中,當(dāng)吸收劑溫度降低其他條件不變時(shí),試判斷以下參數(shù)變化情況并繪出操作線:相平衡常數(shù)Kyaym,出塔Xi增第10題圖答:吸收劑溫度降低,那么相平衡常數(shù)減小,Kya增大,K,m減小,那么ya第8題圖減小,增大,不確定,增大,減小,增大HOGymn大,減小,不變,不確定.V一、一一減小；填料層圖度不Kyakykx變,Hog減小,Nog增大,S不變,根據(jù)傳質(zhì)單元數(shù)關(guān)聯(lián)圖,ymx2y2mx2增大,y1、X2不變,

7、所以y2減小,回收率yy.-一匚增大,y2減小,操作線的斜率不變,y1、x2不變,操作線平行下移,與yy的交點(diǎn)右移,x1增大,y1一y1y2ymNOG,NOG增大,yy2增大,故ym的變化趨勢不目匕確JE.變化后的操作線如圖9、低濃度逆流吸收操作中,當(dāng)氣體進(jìn)口含量y1下降,其他條件不變時(shí),那么氣體出口含量y2,液體出口含量x1被吸收溶質(zhì)總量,回收率4,推動(dòng)力ym,Nol增大,減小,不變,不確定答：減小,減小,減小,不變,減小,不變y1mx2一、其他條件不變,那么Nog不變,根據(jù)傳質(zhì)單元數(shù)關(guān)聯(lián)圖,不變,X2不變,yi下降,y2mx2第9題答案圖第10題答案圖所以,氣體出口含量y2也減小,吸收操作

8、線的斜率不變,所以吸收操作線平行下移,所以吸收的平均推動(dòng)力ym減小,回收率減小,Nol也不變,Nolx一x2,推動(dòng)力Xm減小,X2不變,所以,液體出口含量X1減小,由于吸收率下Xm降,被吸收的溶質(zhì)總量減小.13、對解吸因數(shù)S0.5的系統(tǒng)進(jìn)行逆流吸收,當(dāng)塔高為無窮大時(shí),塔頂氣相出口含量yy,塔頂氣相入口含量yiy1；假設(shè)系統(tǒng)壓力增加為原來的4倍,其他條件不變,那么此時(shí)y?y,yyi大于,等于,小于,不確定.答：等于,大于,大于,等于同上圖14、在吸收、解吸聯(lián)合操作中,維持吸收塔L、V、y1,解吸氣入塔含量y2和兩塔操作溫度、壓力均不變,現(xiàn)減少解吸氣用量V,與原工況相比,新工況下離開解吸塔的液體含

9、量X2,離開吸收塔的氣體含量y2,離開吸收塔的液體含量x1,吸收塔平均推動(dòng)力ym,吸收塔的回收率增大,減小,不變,不確定.答：增大,增大,增大,減小,減小解吸氣的用量減少,解吸的推動(dòng)力減小,故離開解吸塔的液體含量增大,解吸的操作線的斜率變小,在y1不變的條件下,線的位置上移,故出塔的氣體含量增大,其他條件不變,x2增大,那么吸收塔的平均推動(dòng)力減小,回收率減小,NOL不變,vmxoA不變,故不變,X2增大,故X1也增大.yimx1第三章傳熱習(xí)題一、填空題1 .三層圓筒壁熱傳導(dǎo)過程中,最外層的導(dǎo)熱系數(shù)小于第二層的導(dǎo)熱系數(shù),兩層厚度相同.在其他條件不變時(shí),假設(shè)將第二層和第三層的材料互換,那么導(dǎo)熱量變

10、,第二層與第三層的界面溫度變.答：變小,變小.2 .在垂直冷凝器中,蒸汽在管內(nèi)冷凝,假設(shè)降低冷卻水的溫度,冷卻水的流量不變,那么冷凝傳熱系數(shù),冷凝傳熱量.答：減小,增加.冷凝傳熱系數(shù)與溫差的-1/4次方成正比,故溫差增加,冷凝傳熱系數(shù)減??；冷凝傳熱量與溫差的3/4次方成正比,故溫差增加,冷凝傳熱量增加.3 .在管殼式換熱器中,熱流體與冷流體進(jìn)行換熱,假設(shè)將殼程由單程該為雙程,那么傳熱溫度差.答：下降4 .在高溫爐外設(shè)置隔熱檔板,擋板材料的黑度越低,那么熱損失越.答：越小5 .黑體的外表溫度提升一倍,那么黑體的輻射水平提升倍.答：156 .沸騰傳熱設(shè)備壁面越粗糙,汽化核心越,沸騰傳熱系數(shù)a越.答

11、：多,大7 .苯在內(nèi)徑為20mm勺圓形直管中作湍流流動(dòng),對流傳熱系數(shù)為1270W/ntC.如果流量和物性不變,改用內(nèi)徑為30mm的圓管,其對流傳熱系數(shù)變?yōu)閃/而.C.答：612=0.023-Re0.8Prndr0.8zWs/dd2=0.0234Prnd8d1(12)0.8,1.8=d30201.8=0.482=0.482_2=0.4821270=612W/(m)8.某液體在一直管內(nèi)忽略進(jìn)口段的影響穩(wěn)定強(qiáng)制湍流流動(dòng),該管內(nèi)徑為改為27mm并忽略出口溫度變化對物性所產(chǎn)生的影響.假設(shè)液體的流速保持不變,0.9417知:假設(shè)液體的質(zhì)量流量保持不變,管內(nèi)對流傳熱系數(shù)為原傳熱系數(shù)的0.020m20mm27

12、mm20mm測得其對流傳熱系數(shù)為,現(xiàn)將管內(nèi)徑管內(nèi)對流傳熱系數(shù)為原傳熱系數(shù)的0.5826倍；求:解:由u2u1,0.023d0.8duncp0.8d20.8得2d2did220寸idi0.8d2di27di由W2Wi,WVuA2U2di得u2A2uiAi,Uid2,0.8d2U29d9did9Uo所以2081idiUi.d2diUidi0.8i.6did2did2did20.80.94i7200.80.82did2did2did2i.8i.8曳200.5826d2279.在一內(nèi)鋼管為i8010mmi勺套管換熱器中,將流量為3500kg/h的某液態(tài)煌從I00C冷卻到60C,其平均比熱為2380J/

13、(kgK).環(huán)隙逆流走冷卻水,其進(jìn)出口溫度分別為40C和50C,平均比熱為4i74J/(kgK).內(nèi)管內(nèi)外側(cè)對流傳熱系數(shù)分別為2000W/(m2K)和3000W/(m2K),鋼的導(dǎo)熱系數(shù)可取為45W/(mK).假定熱損失和污垢熱阻可以忽略.試求：冷卻水用量7982kg/h;基于內(nèi)管外側(cè)面積的總傳熱系數(shù)2Ko883.857iW/(mK)；對數(shù)平均溫差32.75C；(4)內(nèi)管外側(cè)傳熱面積3.i975m2解：由WhCphTiT2WcCpct2tiWhCphTiT235002380I0060WC7982kg/hcPct2ti4i745040dmdodii80i60In%diIn暨i60i69.80mm

14、i1dobdoiKoididmoii802000i600.0ii8045i69.83000i.i3i4i03所以Ko883.857iW/(m2K)t2ti5020In上tiln5032.75C20gWhCphTiT2SKt苗roim逆由QKoStm逆WhCphTiT235002380i006023.i975m3600883.85732.75二、選擇題1.某一套管換熱器,由管間的飽和蒸汽加熱管內(nèi)的空氣,設(shè)飽和蒸汽溫度為100C,空氣進(jìn)口溫度為20C,出口溫度為80C,那么此套管換熱器內(nèi)壁溫度應(yīng)是.A接近空氣平均溫度B接近飽和蒸汽和空氣的平均溫度C接近飽和蒸汽溫度答：C2.測定套管換熱器傳熱管內(nèi)對

15、流傳熱系數(shù)a,冷流體走傳熱管內(nèi),熱流體走套管環(huán)隙,冷熱流體均無相變.冷流體的流量及進(jìn)、出口溫度均可測量.且測量的精確度根本上相同.用公式ai=Q/siAti求ai時(shí),式中的Q用下面公式計(jì)算.AQ=WcCp,c(t2-ti)BQ=WhCp,h(Ti-T2)CQ=WcCp,c(t2-t1)和Q=WhCp,h(T-T2)均可以.答：A3.在臥式列管換熱器中,用常壓飽和蒸汽對空氣進(jìn)行加熱.A殼程B管程兩流體在換熱器中必須流動(dòng).A逆流B并流冷凝液在飽和溫度下排出,飽和蒸汽應(yīng)走C殼程和管程都可以C逆流和并流都可以答：A,C4 .傳熱過程中當(dāng)兩側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)都較大時(shí),影響傳熱過程的將是A管壁熱阻BD管外對流傳熱熱阻污垢熱阻C管內(nèi)對流傳熱熱阻答：B5 .下述舉措中對提升換熱器殼程對流傳熱系數(shù)有效的是A設(shè)置折流板；B增大板間距C換熱器采用三角形排列；D增加管程數(shù)答：A,C6 .在確定換熱介質(zhì)的流程