《化工原理第6章课后习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理第6章课后习题答案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章 习题解答习题解答1）1）总压 100 ，温度 25的空气与水长时间接触，水中的 的浓度为多少？分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中 的体积百分率为 0.79。解：将空气看作理想气体：y=0.79p*=yp=79kPa查表得 E=8.76510kPa610/*EpxH=)./(10342. 6)181076. 8/(1000)/(65mkNkmoLEMSC=p*.H=796.34210-5=5.0110-4kmol/m32）2）已知常压、25下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数 E 为 大气压，溶质 A 的分压为 0.54 大气压的混合气体分别与三种溶液接触：溶质 A 浓度为
2、的水溶液；溶质 A 浓度为 的水溶液；溶质 A 浓度为 的水溶液。试求上述三 种情况下溶质 A 在二相间的转移方向。解： E=0.15104atm，p=0.054atm，P=1atm，y=p/P=0.054 mE P015104.x135002 110183610.ymx110054*.yyy10*平衡 x2350001 110181810.ymx220027*.yyy20*f气相转移至液相 x3350003 1 10185410.ymx330081*.yyy30*p液相转移至气相 P=3atm y=0.054 E=0.15104atmm=E/P=0.05104x4=x3=5.410-5ymx
3、440027*.yyy40*f气相转移至液相3）3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气硫化氢混合气中的硫化氢。总压为 1 大气压。已知塔底气相中含 1.5%（摩尔分率），水中含 的浓度为 （摩尔分率）。试求塔底 温度分别为 5及 30时 的吸收过程推动力。解：查表得（50C） E1=3.19104kpa m1=E1/P=315p*1=Ex=0.319KPa5724. 0108 . 110556 2222222222254 22224 205 111111111 .111063. 6/*0040. 0*011. 033.101/1106. 1/*1106. 1108 . 11017. 6*60
4、9/,1017. 6301096. 2/*0093. 0*015. 00057. 033.101/5742. 0/*xmyxxxyyyPpykpaxEppEmKPaECxmyxxxyyyyPpy液相推动力：气相推动力：）：查表得（液相推动力：气相推动力：4）4）总压为 100 ，温度为 15时 的亨利系数 E 为 。试计算：H、m 的值（对稀水溶液密度为 ）；若空气中 的分压为 50 ，试求与其相平衡的水溶液浓度，分别以摩尔分率和 摩尔浓度表示。345535/ lk023. 02196501010. 41022. 150)21220100/1022. 1/.2196)10/(181022. 1
5、/1mmoCCHCpxxExpPEmKmoLmkNEMsHg）解：5）5）在总压为 100 、水温为 30鼓泡吸收器中，通入纯 ，经充分接触后测得水中 的平衡溶解度为 溶液，溶液的密度可近似取为 ，试求亨利系数。解： p*=100KPaHC p *.285710 1002857102 4(mol/L)/kPaEHMs10 28571018194510345 .kPa6）6）组分 A 通过另一停滞组分 B 进行扩散，若总压为 ，扩散两端组分 A 的分压分别为 23.2 和 6.5 。实验测得的传质系数 为 。若在相同的操作条件和组分浓度下，组分 A 和B 进行等分子扩散，试分别求传质系数 和传质
6、速率 。解：pA1=23.2KPa pA2=6.5KPa pB1=PpA1=78.1KPa pB2=94.8KPakD RTP pD RTP pp p pmolms PaG BmBBBB 122152141 10ln./ ()D RTmolms Pa 121052./ ()kD RTmolms PaG 121052./ ()/(100 . 224 21smkmolppkNAAGA7）7）已知：柏油路面积水 ，水温 20，空气总压 100 ，空气中水 汽分压 1.5 ，设路面积水上方始终有 厚的静止空气层。问柏油 路面积水吹干需多长时间？解：该过程可看作一组分通过另一停滞组分的扩散过程查表得 2
7、00C 时 水的饱和蒸汽压为 P=1.5kPa依题意 1Ap=2.3346kPa 2Ap=1.5kPa)/()(/10248. 020/1022. 0008.98)/(/ )(5 .985 . 11006654.973346. 210021240240212121PBmAAABBBBBmBBRTZppDpNsmDCsmDCkPappLnpppkPapkPap水的扩散系数水的扩散系数由表得：)/(1046. 3)08.981025. 0293314. 8/()5 . 12346. 2(10010248. 02534smKmoL以为扩散为稳定扩散，所以sNMhMhNAAAA35310808. 4)
8、1046. 318/(1031000)/()/(K8）8）试分别计算 0及 101.3 下 、 在空气中的扩散系数，并与 实验值进行比较分析。解：(1) A：CO2，B：空气，MA=44，MB=29 VB=29.9，VA=34.0，P=101.3KPa，t = 273.2KDTMMP VVmsABAB4361011115510515121313252.(2)A：SO2，B：空气，MA=64，MB=29 VB=29.9，VA=44.8，P=101.3KPa，t = 273.2KDTMMP VVmsABAB4361011982210515121313262.9）9）试计算 在 35水中的扩散系数，
9、并与实验值进行比较分析。解： A：HCl，B：H2O，MB=18，=2.6 VA=3.7+21.6=25.3，T=308.2K，=0.7225cp DMTVcmsBA 7410311 1080 50 652.10）10） 某传质过程的总压为 300 ，吸收过程传质系数分别为 、 ，气液相平衡关系符合亨利定律，亨利系数 E 为 ，试求：吸收过程传质总系数 和 ；液相中的传质阻力为气相的多少倍。解：10. (1)E = 10.67103kPa，P = 300kPa，mE P 3557.111 1073557 22Kkm kyyx.Ky = 0.39191111 35571071 22Kmkkxyx
10、.Kx = 13.94(2)mkkkmkxyxy111173.11）在填料塔内以水吸收空气氨混合气中的氨。已知：总压 P 为 1 大气压，温度 t 为 20，亨利系数 E 为 ，气相体积传质分系数 为 ，液相体积传质分系数 为 。气相 中含氨 5.4%（体积），液相中含氨 0.062（摩尔分率），液相可按稀溶液处理。 试求气、液界面处平衡的浓度以及气相传质阻力占总阻力的分率。解：m=E/P=76.6/101.33=0.756 y=0.054 x=0.062 c=1000/18=55.56kmoL/m3)/(323. 056.551082. 5)/(0431. 01025. 433.101333
11、4smkmoLkCksmkmoLkpkLmxmamym)062. 0(323. 0)054. 0(1031. 4756. 0)()(1121121111xyxyxxkyykmxyxmym在界面处：得： 0629. 01x0475. 01y54.25323. 0/756. 00431. 0/1/1/1xmymymkmkk气相阻力占总阻力分率为： 008 .90)54.250431. 0/(112)若某组分在气相中的摩尔分率保持不变，将其总压增大一倍，但其质量流速不变，试分析 和 的变化情况？解：1212lnBBBBBmgppppRTDP pP RTDk DP1P, DP 不变，(pB2pB1)=
12、2(pB2pB1)kkgg1 2ky=Pkg kkyyNA=ky(y1y2) NNAA13)用填料塔进行逆流吸收操作，在操作条件下，气相、液相传质系数分别为 和 。试分别计算相平衡常数 为 0.1 和100 时，吸收传质过程的传质阻力分配情况。若气相传质分系数 ，当 气相流量 G 增加一倍时，试分别计算上述两种情况下总传质系数增大的倍数。解：ky = 0.013 kmol/(m2s)， kx = 0.026 kmol/(m2s)m = 0.1 时，17692ky., kx 3846.%76. 41:%24.959524. 01:101238. 0769.8011yxyyy xyyKkmKkKk
13、m kKm = 100 时， 769. 01 ymk, 462.381 xk%96. 11:1%04.989804. 01:102549. 0231.39111xyxxy yxxKmkKkKmkkK G= 2G，ky= 20.8ky=0.02263m = 0.1 时，784. 102082. 0027.4811 yy y xyyKKKkm kK m = 100 时，008. 10257. 0904.38111 xxx yxxKKKmkkK14) 对低浓度气体吸收，当平衡关系为直线时，试证明：式中 分别为塔底与塔顶两端面上的气相吸收推动力。证明：mOGyyyN/ )(21)/1/()/()/()
14、(1/)/()()/()/)(2121212122212121LmGyyLnyyxxmyyLnmxymxyyyLnyy15）用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为 ，实际液气比为最小液气比的 倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以 两个参数列出计算 的计算式。解：令进塔气体浓度为 y1，则出塔气体浓度为0)1 (212xyy) 1/()1 (/ ) 1()1 (/) 1(/)1 (0/)/1/()/(/)1 ()/()(/ )()/(/2112211111211111121211* 21minLnNyyyyyyymxyyLmGyyLnNmyxxyymxxyyGLmxyyGLGLOGOG 又由上题证明的结果：Q16）在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的 ，气相流量为 （标准状况），进塔气体中含 6.0%（体积），要求条件下的平衡关系 ，操作液气比为最小液气比的 1.6 倍。试求：吸收剂用量 和出塔液体组成；写出操作线方程；气相总传质单元数。解： x2 = 0，y1 = 0.06，y2 = 0.06(10.95
