化工原理计算题答案.doc

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1、4.有一连续干燥器在常压下，生产能力为1000（以干燥产品计），物料水分由降为（均为湿基），空气的初时温度为，湿度为，经预热器后升温至，干燥器出口废气为，设空气在干燥器进出口处焓值相等。（初时空气的湿比容）。问：在图上表示空气状态变化？空气用量（单位为，初始状态下）为多少？解：（1）如图所示：H2H0（2）除去水分量：故绝干空气用量为：空气用量为：6.氨气（A）与氮气（B）在一等径管两端相互扩散，管子各处的温度均为、总压均为。在端点1处，氨气的摩尔分率；在端点2处，，点1、2之间的距离为1m。已知此时。试求A组分的传质通量，并求出A组分的浓度分布。解：由于管中各处的温度、压力均匀，因此若有1m

2、olA从点1扩散到点2，则必有1molB从点2扩散到点1，否则就不能维持总压恒定。该题属于等摩尔反向扩散。现在来求A组分的浓度分布：由于，故对于等截面稳定扩散过程，为常数，对上式微分，得：从而为积分常数根据边界条件，，A组分的浓度分布为：7.在温度、总压下，用水吸收空气中的氨（A）。气相主体含氨（摩尔分率，下同）。由于水中氨的浓度很低，其平衡分压可取为零。若氨在气相中的扩散阻力相当于厚的停滞气层，求吸收的传质通量。若吸收在进行，其余不变，则结果如何？已知时扩散系数。解：（1）本题属于等截面单向扩散，时，，，，，漂流因子（2）若吸收在下进行，由于：，因此，8.在常压逆流接触的填料塔内，用纯溶剂S

3、吸收混合气中的可容组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95％。已知操作条件下的解吸因素为1，物系服从亨利定律，与入塔气体相平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：（1）操作液气比为最小液气比的倍数；（2）出塔液体的浓度。解：（1）属于低浓度气体的吸收由平衡关系可得到，操作条件下的液气比：最小液气比：，（2）9.一逆流操作的常压填料吸收塔，拟用清水吸收混合气所含的少量溶质。入塔气体中含溶质1%(体积分率），经吸收后要求溶质被回收80％,此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的关系为y=x，气相总传质单元高度为1.2m，试求所需填料层的高度。解：由最小的液气比入手，通过计

4、算出实际的液气比，找到脱吸因素，计算出传质单元数，最后确定整个塔高。（1）平均推动力法首先需要求出吸收剂出塔时的浓度xb，由全塔物料衡算：塔高：（2）吸收因数法此时塔高：10.有一精馏塔，已知（摩尔分率），回流率R＝2，平衡关系α＝2.4，塔顶全凝器D=100kmol/h，求塔顶第二快板上升的气量V及组成和下降的液量及组成。解：精馏塔的相平衡方程：（1）精馏塔的操作线方程：（2），由（1）式得：把代入（2）式得：把再代入（1）式得：11.将含24%的易挥发组分某混合液送入连续精馏塔，溜出液含易挥发组分95%，残液中含3%易挥发组分（均为mol分率），塔顶蒸汽量为850kmol/h，回流量为67

5、0kmol/h，塔顶为全凝器，泡点回流。求塔顶回收率及精操线和提操线方程。解：已知（1）塔顶由物料衡算方程：（2）精操线（3）提操线提操线方程：12.某精馏塔分离A,B混合液，进塔物料含易挥发组分A为50%（摩尔分率）的饱和蒸汽，处理量为100kmol/h，塔顶D=50kmol/h,精操线方程为，间歇蒸汽加热，全冷凝。求：（1）xD,xW；（2）V,V/；（3）提操线方程。解：（1）由精操线方程得，由，由（2）饱和蒸汽进料，（3）13、一单效蒸发器需将2000kg/h的Na0H水溶液由15%（质量浓度，下同）浓缩至25%。已知蒸发压力为1atm(绝对)，蒸发器内溶液沸点为1130C，加热蒸汽压

6、力为392KN/m2(绝压)。试计算在200C；沸点；1300C进料情况下加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。解：蒸发器内溶液的蒸发量可通过物料衡算得：加热蒸汽消耗量D可通过热量衡算得：查表392KN/m2(绝压)加热蒸汽的潜热蒸发室压力（1atm）下二次蒸汽的热焓完成液（1130C，25%NaoH）的热焓料液（200C，15%NaoH）的热焓同理可得料液于沸点进料时D=835kg/h,D/W=1.04料液于1300C进料时D=778kg/h,D/W=0.97上述计算表明，随桌进料温度的增加，加热蒸汽的消耗量不断减少，单位蒸汽消耗量也减少。