化工分离化工原理作业解答.doc

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1、个人收集整理勿做商业用途第一章2。假定有一绝热平衡闪蒸过程,所有变量表示在所附简图中。求：1)总变更量数Nv;2)有关变更量的独立方程数Nc；3)设计变量数Ni;4)固定和可调设计变量数Nx，Na；5)对典型的绝热闪蒸过程，你将推荐规定哪些变量？思路1：3股物流均视为单相物流，总变量数Nv=3(C+2)=3c+6独立方程数Nc物料衡算式C个热量衡算式1个相平衡组成关系式C个1个平衡温度等式1个平衡压力等式共2C+3个故设计变量Ni=Nv-Ni=3C+6—（2C+3）=C+3固定设计变量Nx＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个可调设计变量Na＝0解：1)Nv=3(c+2)

2、2)Nc物c能1相c内在(P，T)2Nc=2c+33)Ni=Nv–Nc=c+34)Nxu=(c+2)+1=c+35)Nau=c+3–(c+3)=0思路2：输出的两股物流看成是相平衡物流，所以总变量数Nv=2(C+2）个人收集整理勿做商业用途独立方程数Nc：物料衡算式C个，热量衡算式1个,共C+1个设计变量数Ni=Nv-Ni=2C+4—（C+1）=C+3固定设计变量Nx：有C+2个加上节流后的压力共C+3个可调设计变量Na：有0第二章1.计算在0.1013MPa和378。47K下苯(1)-甲苯(2）-对二甲苯（3）三元系,当x=0.3125,x=0.2978，x=0.389

3、7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)在T=378.47K时液相摩尔体积为：；;安托尼公式为：苯:;甲苯:；对二甲苯:;（)解：由Wilson参数方程=1.619=0。629同理：；；个人收集整理勿做商业用途由Wilson方程：;；根据安托尼方程:;;由式（2—38）计算得：；；如视为完全理想系，根据式（2—36）计算得：；;3.一液体混合物的组成为:苯0.50；甲苯0。25；对二甲苯0。25（摩尔分率)。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa式的平衡温度和汽相

4、组成.假设为完全理想系。解1:(1）平衡常数法：设T=368K用安托尼公式得：;;由式(2—36）得：;；;;；由于〉1.001，表明所设温度偏高。由题意知液相中含量最大的是苯，由式（2-62）得：可得重复上述步骤:;；；；；在温度为367。78K时，存在与之平衡的汽相，组成为:苯0.7765、甲苯0.1511、对二甲苯0.066675。(2)用相对挥发度法:设温度为368K，取对二甲苯为相对组分。计算相对挥发度的：；；组分i苯(1)甲苯（2）对二甲苯(3）0.500.250。251.000个人收集整理勿做商业用途5.8072。3531。0002。90350。58830.

5、25003.74180。77600.15720.06681。0000解2:(1)平衡常数法。假设为完全理想系。设t=95℃苯：；甲苯:；对二甲苯：;；选苯为参考组分：;解得T2=94.61℃；;=0.6281=0。2665故泡点温度为94。61℃,且；；（2）相对挥发度法设t=95℃,同上求得=1.569，=0。6358，=0.2702，，故泡点温度为95℃,且;个人收集整理勿做商业用途;5、一烃类混合物含甲烷5%（mol），乙烷10%,丙烷30％及异丁烷55％，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力.解1：因为各组分都是烷烃,所以汽、液相均可以看成理想溶液,值只取决于

6、温度和压力.可使用烃类的P—T-K图。⑴泡点压力的计算：75348假设P=2.0MPa,因T=25℃，查图求组分i甲烷（1）乙烷(2）丙烷（3)异丁烷（4）∑0.050。100。300.551。008.51。80.570。260。4250。180.1710。1430.919=0.919＜1，说明所设压力偏高,重设P=1.8MPa组分i甲烷(1）乙烷(2）丙烷（3）异丁烷(4)∑0。050.100.300。551。009.41.950。620.280.470。1950.1860.1541.005=1.005≈1，故泡点压力为1。8MPa.⑵露点压力的计算:假设P=0。6MP

7、a，因T=25℃，查图求组分i甲烷（1)乙烷（2)丙烷（3）异丁烷(4)∑0。050.100。300。551.0026.05.01。60。640。00190。020。18750.85941。0688=1.0688＞1。00，说明压力偏高，重设P=0.56MPa。组分i甲烷(1）乙烷(2）丙烷（3）异丁烷（4）∑0.050.100.300.551.0027。85。381。690.680.00180。01860.17750.80881。006=1。006≈1,故露点压力为0.56MPa。解2：(1）求泡点压力：设P1=1000KP