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1、习题课（1）,试根据欧拉观点，推导组分 A在组分 B中进行三维不稳态扩散（无主体流动）的传质微分方程。设系统内发生化学反应，组分 A的摩尔生成速率与其摩尔浓度成正比。,传质过程基础综合练习题,（1）依题意，本题推导无主体流动的传质微分方程，故无流动项，只有分子扩散。,解:,传质过程基础综合练习题,分析,（2）本题给出组分 A的摩尔生成速率与其摩尔浓度成正比，即,（3）本题应以摩尔为基准进行推导。,采用欧拉（Euler）观点推导,流体 微元,边长：dx、dy、dz,体积：dxdydz,微分质量衡算,根据质量守恒定律，可得出,（输出输入）（累积）（生成）= 0,在流体中选取一流体微元,传质过程基础
2、综合练习题,输出的摩尔流率为,输出与输入流体微元的摩尔流率差为,组分 A 沿 x 方向输入的摩尔流率为,传质过程基础综合练习题,y方向的摩尔流率差为,z 方向的摩尔流率差为,三个方向上的总摩尔流率差为,传质过程基础综合练习题,摩尔累积速率为,流体微元中任一瞬时组分A的摩尔量为,反应生成的摩尔速率为,传质过程基础综合练习题,代入守恒定律表达式，得,由费克第一定律,传质过程基础综合练习题,代入整理得,传质过程基础综合练习题,气体吸收综合练习题,某化工厂现有一直径为 0.6m、填料层高度为6m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。现场测得的操作条件如下： V=500 m3/h Y1=0.02
3、 Y2=0.004 X1=0.004 已知操作条件下的气、液平衡关系为 Y = 1.5 X 。 现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002（摩尔比），试采用几种不同的方案进行计算，并对不同的方案进行比较。,气体吸收综合练习题,方案 1：保持 L/V 不变，将原塔填料层加高,解:,原塔,改造 后塔,原工况,HOG不变,S 不变,新工况,气体吸收综合练习题,纯溶剂吸收,气体吸收综合练习题,气体吸收综合练习题,方案 2：保持 L/V 不变，串联相同直径的塔 B,气体吸收综合练习题,B,A,原工况,新工况,单塔增高较双塔串联总填料层高度大，为什么？,气体吸收综合练习题,方案 3：保持 L/V
4、不变，换比表面积大的填料,原工况,新工况,气体吸收综合练习题,改用新填料的有效比表面积 为原填料的1.513倍。,若原填料为DN38金属环矩鞍填料,新填料改用DN25金属环矩鞍填料,可达到要求,气体吸收综合练习题,蒸馏综合练习题,在常压连续精馏塔中分离苯甲苯混合液。原料液流量为100 kmol/h，组成为0.42（苯的摩尔分率，下同）；泡点进料；塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.6倍；要求馏出液组成为0.98，苯的回收率为92；全塔效率为52；空塔气速近似取为0.85m/s；塔板间距为450mm。现场测得一组操作数据如下： xn-1=0.270， xn=0.230 。,试求
5、： 1. 精馏塔的有效高度； 2. 精馏塔的直径； 3. 再沸器和全凝器的热负荷。 4. 第 n 块塔板的板效率。 注：（1）计算中忽略塔板压降。 （2）苯和甲苯的安托尼常数见习题 1 附表。 （3）苯的汽化潜热： 393.9 kJ/kg 甲苯的汽化潜热： 363.0 kJ/kg,蒸馏综合练习题,蒸馏综合练习题,先进行物料衡算,解出,解出,解:,蒸馏综合练习题,1.求 Z,分析,需求 NT,用简捷法求 NT，需求 Rmin和 Nmin,泡点进料,蒸馏综合练习题,需求,需求,蒸馏综合练习题,需求,采用试差法求 tD和 tW,已知,露点计算,已知,泡点计算,蒸馏综合练习题,蒸馏综合练习题,查吉利兰图得,蒸馏综合练习题,2.求 D,按精馏段计算,需求 tF,定性温度,采用试差法求 tF,已知,泡点计算,蒸馏综合练习题,按提馏段计算,定性温度,蒸馏综合练习题,取较大者并圆整得,蒸馏综合练习题,3.求 QC、QB,蒸馏综合练习题,4.求 EMV,第 n 板在提馏段,蒸馏综合练习题,提馏段操作线方程为,蒸馏综合练习题,
