传质分离过程课后习题答案.doc

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1、第一章绪论略第二章习题1.计算在0.1013MPa和378.47K下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x1=0.3125、x2=0.2978、x3=0.3897时的K值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的K值比较。已知三个二元系的wilson方程参数（单位：J/mol）：λ12－λ11=－1035.33；λ12－λ22=977.83λ23－λ22=442.15；λ23－λ33=－460.05λ13－λ11=1510.14；λ13－λ33=－1642.81在T=378.4K时液相摩尔体

2、积（m3/kmol）为：=100.91×10-3；=177.55×10-3；=136.69×10-3安托尼公式为（ps：Pa；T：K）：苯：1n=20.7936-2788.51/（T-52.36）；甲苯：1n=20.9065-3096.52/（T-53.67）；对-二甲苯：1n=20.9891-3346.65/（T-57.84）；解：由Wilson方程得：Λ12=exp[-(λ12-λ11)/RT]  =×exp[-(1035.33)/(8.314×378.47)]=2.4450Λ21=0.4165      

3、          Λ13=0.8382Λ31=1.2443精选Λ23=0.6689Λ32=1.5034lnγ1=1-ln(Λ12X2+Λ13X3)-[]=0.054488γ1=1.056同理,γ2=1.029;γ3=1.007lnP1S=20.7936-2788.51/(378.47-52.36)=12.2428, P1S=0.2075MpalnP2S=20.9062-3096.52/(378.47-53.67)=11.3729, P2S=0.0869MpalnP3S=20.9891-3346.65/(378

4、.47-57.84)=10.5514, P3S=0.0382Mpa作为理想气体实际溶液,K1==2.16, K2=0.88,  K3=0.38003若完全为理想系,K1==2.0484K2=0.8578K3=0.37712.在361K和4136.8kPa下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷0.60387%（mol）,与其平衡的液相含甲烷0.1304%。用R-K方程计算和Ki值。解：a11==3.222MPa•dm6•k0.5•mol-2a22==28.9926 MPa•dm6•k0.5•mol-2b1=

5、=0.0298 dm3mol-1精选b2==0.0806 dm3mol-1其中Tc1=190.6K,  Pc1=4.60MpaTc2=425.5K,  Pc2=3.80Mpa均为查表所得。a12=√a11•a22=9.6651MPa•dm6•k0.5•mol-2液相：a＝a11x12+2a12x1x2+a22x22 =3.22×0.13042+2×9.6651×0.1304×0.8696+28.9926×0.86962 =24.1711b=b1x1+b2x2=0.0298×0.1304+0.0806×0.869

6、6=0.0740由R－K方程：P=RT/(V-b)-a/[T0.5V(V+b)]4.1368＝－解得 Vml=0.1349ln=ln[V/(V-b)]+[bi/(V-b)]-2Σyiaij/bmRT1.5*ln[(V+b)/V]+abi/b2RT1.5{[ln[(V+b)/V]-[b/(V+b)]}-ln(PV/RT)ln=ln+－×ln()+×[ln()－]-ln=1.3297=3.7780精选同理ln＝-1.16696，  =0.3113汽相：a＝3.222×0.603872+2×9.6651×0.6038

7、7×0.39613+28.9926×0.396132=10.3484b=0.0298×0.60387+0.0806×0.39613=0.0499由4.1368=－得=0.5861lnΦ=ln()+－×[ln]－ln()=0.0334942故Φ＝1.0341同理，ln＝-0.522819，  =0.5928故K1=y1/x1=0.60387/0.1304=4.631(K1=/Φ)K2＝y2/x2＝＝0.45553.乙酸甲酯（1）-丙酮（2）-甲醇（3）三组分蒸汽混合物的组成为y1＝0.33，y2＝0.34，y3=

8、0.33(摩尔分率)。汽相假定为理想气体，液相活度系数用Wilson方程表示，试求50℃时该蒸汽混合物之露点压力。解：由有关文献查得和回归的所需数据为：【P24例2-5，2-6】50℃时各纯组分的饱和蒸气压，kPaP1S=78.049             P2S=81.848            精选P3S=55.58150℃时各组分的气体摩尔体积，cm3/molV1l=83.7