化工原理計算題答案

1、4.有一連續(xù)干燥器在常壓下，生產(chǎn)能力為1000（以干燥產(chǎn)品計），物料水分由降為（均為濕基），空氣的初時溫度為，濕度為，經(jīng)預(yù)熱器后升溫至，干燥器出口廢氣為，設(shè)空氣在干燥器進(jìn)出口處焓值相等。（初時空氣的濕比容）。問：在圖上表示空氣狀態(tài)變化？空氣用量（單位為，初始狀態(tài)下）為多少？ 解：（1）如圖所示：H2H0（2） 除去水分量：故絕干空氣用量為：空氣用量為： 6. 氨氣（A）與氮?dú)猓˙）在一等徑管兩端相互擴(kuò)散，管子各處的溫度均為、總壓均為。在端點(diǎn)1處，氨氣的摩爾分率；在端點(diǎn)2處，點(diǎn)1、2之間的距離為1m。已知此時。試求A組分的傳質(zhì)通量，并求出A組分的濃度分布。解：由于管中各處的溫度、壓力均勻，因此若

2、有1mol A從點(diǎn)1擴(kuò)散到點(diǎn)2，則必有1mol B從點(diǎn)2擴(kuò)散到點(diǎn)1，否則就不能維持總壓恒定。該題屬于等摩爾反向擴(kuò)散。 現(xiàn)在來求A組分的濃度分布： 由于，故 對于等截面穩(wěn)定擴(kuò)散過程，為常數(shù)，對上式微分，得： 從而 為積分常數(shù) 根據(jù)邊界條件，A組分的濃度分布為： 7. 在溫度、總壓下，用水吸收空氣中的氨（A）。氣相主體含氨（摩爾分率，下同）。由于水中氨的濃度很低，其平衡分壓可取為零。若氨在氣相中的擴(kuò)散阻力相當(dāng)于厚的停滯氣層，求吸收的傳質(zhì)通量。若吸收在進(jìn)行，其余不變，則結(jié)果如何？已知時擴(kuò)散系數(shù)。解：（1）本題屬于等截面單向擴(kuò)散， 時， ， ， 漂流因子 （2）若吸收在下進(jìn)行，由于：，因此， 8. 在

3、常壓逆流接觸的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒吸收混合氣中的可容組分A。入塔氣體中A的摩爾分率為0.03，要求吸收率為95。已知操作條件下的解吸因素為1，物系服從亨利定律，與入塔氣體相平衡的液相濃度為0.03（摩爾分率）。試計算：（1）操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)；（2）出塔液體的濃度。解：（1）屬于低濃度氣體的吸收 由平衡關(guān)系可得到， 操作條件下的液氣比： 最小液氣比：， （2） 9. 一逆流操作的常壓填料吸收塔，擬用清水吸收混合氣所含的少量溶質(zhì)。入塔氣體中含溶質(zhì)1%(體積分率），經(jīng)吸收后要求溶質(zhì)被回收80,此時水的用量為最小用量的1.5倍，平衡線的關(guān)系為y=x，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.2m，試求所需填

4、料層的高度。解：由最小的液氣比入手，通過計算出實(shí)際的液氣比，找到脫吸因素，計算出傳質(zhì)單元數(shù)，最后確定整個塔高。 （1）平均推動力法首先需要求出吸收劑出塔時的濃度xb，由全塔物料衡算：塔高：（2）吸收因數(shù)法此時塔高：10.有一精餾塔，已知（摩爾分率），回流率R2，平衡關(guān)系2.4，塔頂全凝器D=100kmol/h，求塔頂?shù)诙彀迳仙臍饬縑及組成和下降的液量及組成。解： 精餾塔的相平衡方程： （1） 精餾塔的操作線方程： （2） ，由（1）式得： 把代入（2）式得： 把 再代入（1）式得： 11.將含24%的易揮發(fā)組分某混合液送入連續(xù)精餾塔，溜出液含易揮發(fā)組分95%，殘液中含3%易揮發(fā)組分（均為m

5、ol分率），塔頂蒸汽量為850kmol/h，回流量為670 kmol/h，塔頂為全凝器，泡點(diǎn)回流。求塔頂回收率及精操線和提操線方程。解：已知 （1）塔頂由物料衡算方程：（2）精操線 （3）提操線 提操線方程：12.某精餾塔分離A,B混合液，進(jìn)塔物料含易揮發(fā)組分A為50%（摩爾分率）的飽和蒸汽，處理量為100kmol/h，塔頂D=50kmol/h,精操線方程為，間歇蒸汽加熱，全冷凝。求：（1）xD,xW；（2）V,V/；（3）提操線方程。 解：（1）由精操線方程得 ， 由 ，由 （2） 飽和蒸汽進(jìn)料，（3）13、 一單效蒸發(fā)器需將2000 kg/h的Na0H水溶液由15%（質(zhì)量濃度，下同）濃縮至25%。已知蒸發(fā)壓力為1atm(絕對)，蒸發(fā)器內(nèi)溶液沸點(diǎn)為1130C，加熱蒸汽壓力為392KN/m2(絕壓)。試計算在200C；沸點(diǎn)；1300C進(jìn)料情況下加熱蒸汽消耗量和單位蒸汽消耗量。解：蒸發(fā)器內(nèi)溶液的蒸發(fā)量可通過物料衡算得：加熱蒸汽消耗量D可通過熱量衡算得：查表392KN/m2(絕壓)加熱蒸汽的潛熱 蒸發(fā)室壓力（1atm）下二次蒸汽的熱焓 完成液（1130C，25%NaoH）的熱焓 料液（200C，15% NaoH）的熱焓同理可得料液于沸點(diǎn)進(jìn)料時 D