发布时间 : 星期六 文章2011复习化工原理下计算题及答案更新完毕开始阅读
012.?Yi10.2=
Yi384.?10?1?0.660.822Yi =5.14×10-2 Xi =6.26×10-2
8、某低浓度混合气体被吸收剂吸收时,服从亨利定律。已知其气相传质膜系数kg为1.00×10-6 kmol·m-2·h-1 Pa-1,液相传质膜系数kl为0.25 m·h-1溶解度常数H为0.0040 kmol·m-3·Pa-1,试求气相吸收总系数KG,并说明该气体是易溶，难溶还是属于中等溶解度的气体。
11==1.00×106
?6.?10kg100
11==1.00×103 Hkl0.0040?0.25
111=+=1.00×106+1.00×103≈1.00×106 KGkgHkl KG=1.00×10-6 kmol·m-2·h-1·Pa-1 因为
1111=而>> KGkgHklkg 所以该过程为气膜控制,气体属于易溶气体。
9.在一个常压下操作的连续精馏塔中精馏某理想混合液，塔顶产品中含易挥发组分的摩尔分数为0.96，塔底产品中含易挥发组分的摩尔分数为0.03，并且已知此塔的q线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.5倍，物系的相对挥发度为2,试求：
(1) 精馏段操作线方程；
(2) 当每小时得塔底产品量为100 kmol时的进料量和塔顶产品量； (3) 提馏段操作线方程。
（1）精馏段操作线方程
y=6x-1.5 （q线方程） ① y=
2x （相平衡方程） ② 1?x 联立式①式②求解得最小回流比时操作线与平衡线交点的坐标( xq , yq ) xq =1／3=0.333 , yq =0.5 Rmin=
xd?yqyq?xq?0.96?0.5=2.75 10.5?3 R=1.5Rmin=1.5×2.75=4.13
故精馏段的操作线方程为： yn +1=
x4.130.96Rxn?xn +d= .513.R?1R?1513 yn +1=0.805xn +0.187 (2) 求 Fd和Ff 已知：
q=6, 则q=1.2 q?1 当y=xf ,则 x=xf 即q线与对角线 y=x相交 则xf=0.3
由物料衡算式： Ff = Fd+Fw Ff xf=Fdxd+ Fwxw 得Ff=
Fw(xd?xw)100(0.96?0.03)=140.91 kmol·h-1=39.14 mol·s-1 ?xd?xf0.96?0.3 Fd=Ff-Fw =140.91-100=40.91 kmol·h-1=11.36 mol·s-1
(3) 提馏段操作线方程：
R'=Ff／Fd=
140.91=3.44 40.91 提馏段操作线方程为：
ym +1 =
R?qR'R'?1xm?xw
(R?1)?(1?q)R'(R?1)?(1?q)R'4.13?1.2?3.443.44?1xm??0.03
5.13?0.2?3.445.13?0.2?3.44 =
ym +1 =1.42xm -0.0126
10. 气体混合物中溶质的组成为Y1=0.02,气液相平衡关系为Y*=1.0 X,(Y, X均为摩尔比),用纯溶剂逆流吸收。试求: (1) 当液气比FC/FB =2.0,传质单元数N0G=8时,吸收率?=? (2) 液气比为0.9,吸收率最大可达多少? (1) N0G=
mFBY1?mX2mFB1ln[(1?)?] mFBFCY2?mX2FC1?FC 8=
10.02?01ln[(1?)?] 12Y2?021?21 Y2=1.85×10-4
Y1?Y20.02?185.?10?4 ?===99.1%
0.02Y1 (2) 因为
FC Y1=Y1 (m=1.0) m FCY1?(Y2)minY1?(Y2)min===?max FBX1*?X2Y1max=0.9=90% ?。 11. 在 20℃,101.3 kPa时,用水吸收空气中的某有害气体。已知气膜传质系数kg =3.45×10-6 kmol·m-2·s-1·kPa-1,液膜传质系数kl=2.02×10-4 m·s-1,气液平衡关系式为p*= (1) 气相吸收总系数KG与KY; (2) 液相吸收总系数KL与KX。 已知:溶解度常数H=1.53 kmol·m-3·kPa-1 (1) KG= C，H=1.53 k mol·m-3·kPa-1。试求: H111 + kgHkl?111?345.?10?6153.?2.02?10?4 =3.41×10-6 kmol·m-2·s-1·kPa-1 KY =pKG=101.3×3.41×10-6=3.46 ×10-4 kmol·m-2·s-1 (2) KL= 1 H1+ kgkl?1153.1?345.?10?62.02?10?41000=55.56 kmol·m-3 18=2.23×10-6 m·s-1 由于溶液浓度甚低,故cl≈ KX =KL·cl=2.23×10-6 ×55.56=1.24×10-6 kmol·m-2·s-1。 12、某湿无聊地初始含水量为5％，干燥后地含水量为1％（皆为湿基），湿物料处理量为0.5kg/s，空气地初始 0 温度为20C，初始湿含量为0.005kg水/kg干气，假设所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥设备保温良好，空气地出口湿度选定为700C，试求： （1） 将空气预热至1500C进入干燥器，此干燥过程所需供热量及热效率各为多少？ （2）将空气预热至1300C进入干燥器，此干燥过程所需供热量及热效率有何变化？ 解：（1）当空气预热至1500C时，所需空气量V＝0.652kg/s，所需供热量Q=86.3kg/s,假设热效率 ??0.615 (2)气预热至1300C时，空气出口的湿度为 (1.01?1.88H1)t1?2500H1?1.01t22500?1.88t1 (1.0?11.?850.?005)?130?2500?0.0?051.0170?250?01.?8870 Hs?所需空气量为 V?Gc(X1?X2)H2?H1 所需供热及热效率分别为 0.050.010.5?(?10.0?5)(?)1?0.05?10.?00.186k9?g干空气s/0.028?20.005 Q?V(1.01?1.88H0)(t1?t0) 9(1.?011.?880.?005?)(1?30kJ20s ?0.86? )?? 13、 某湿物料10kg，均匀地平摊在0.8m、宽0.6m的平底浅盘内，并在恒定的空气条件下进行干燥，物料的初始含水量为15％，干燥4小时后的含水量为8％，已知在此条件下物料的平衡含水量为1％，临界含水量为6％（皆为湿基），并假定降速阶段的干燥速率予物料的自由含水量（干基）成线性关系，试求： （1） 将物料继续干燥至含水量为2％，所需要总干燥时间为多少？ （2） 现将物料均匀地平摊在两个相同地浅盘内，并在同样空气条件下进行干燥，只需4小时便可将物料地水 分降至2%,同物料的临界含水量有何变化？恒速干燥阶段的时间为多少？ 解：（1）绝对干物料的质量为 Gg?G(1?x0)?10?(1?0.15)?8.5kg 物料的初始含水量（干基）为 t1?t2130?70??0.545t1?t0130?20 X1?干燥4小时，物料的含水量（干基）为 x10.15??0.176kg水/kg干物料1?x11?0.15 x0.08??0.087kg水/kg干物料1?x1?0.08 X?物料的平衡含水量（干基）为 *物料的临界含水量（干基）为 x*0.01X???0.010kg水/kg干物料*1?x1?0.01 xc0.06??0.0638kg水/kg干物料1?xc1?0.06 X2?x20.02??0.0204kg水/kg干物料1?x21?0.02 XC?物料的最终含水量（干基）为 因x>xc,故整个4小时全部是恒速干燥，干燥速率为 NA＝将物料干燥到临界含水量所需时间为 G?8.5(X1－X)??(0.176?0.087)＝0.391kg/(m2?h)A?0.8?0.6?4 继续将物料干燥到X2所需时间为 ?1?G?8.5(x1?x?)??(0.176?0.0638)?5.04ANA0.8?0.6?0.394h G?X??X*G?(X??X*)X??X*?2?ln?ln*AKxX2?XANAX2?X 8.5?(0.0638?0.0101)0.0638?0.1010?ln?3.98h0.8?0.4?0.3940.0204?0.0101 所需总时间为 ???1??2?5.04?3.98?9.02h （2）物料地平衡含水量只与空气地状态有关，物料在恒速阶段地干燥速率只取决于空气的状态与流速，故将物 'X料均匀平摊在两个盘子里，干燥面积加倍，而且X2=0.0204，NA=0.394不变，设此时物料的临界含水量为 ?， 则以下诸式必同时得到满足： ?1?G8.5(X1?X'?)?(0.176?x'?)2ANA2?0.8?0.6?0.394