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1、 习习 题题 课课 习习 题题长长 春春 工工 业业 大大 学学 化化 工工 原原 理理非均相物系的分离习题课非均相物系的分离习题课o一一.用板框过滤机在恒压差下过滤某悬浮液用板框过滤机在恒压差下过滤某悬浮液,测测得过滤方程为得过滤方程为oV2+V=610-5A2 ( 的单位为的单位为s),o试求试求:(1)欲在欲在30s内获得内获得5m3滤液滤液,需要边框需要边框尺寸尺寸635mm635mm25mm滤框多少滤框多少个个?o(2)过滤常数过滤常数K,qe, .非均相物系的分离习题课非均相物系的分离习题课o二二.拟用尺寸为拟用尺寸为810mm810mm的的板框过滤机过板框过滤机过滤某悬浮液滤某悬
2、浮液.在在147.2kPa的恒压差下的恒压差下,过滤常数为过滤常数为K=2.7310-5m2/s,滤饼不可压缩滤饼不可压缩,过滤介质阻过滤介质阻力可忽略不记力可忽略不记.每每m3滤液可得滤饼滤液可得滤饼0.04 m3.o1.试求试求:欲在欲在1h得滤饼得滤饼0.4 m3,所需滤框和滤框厚所需滤框和滤框厚度度;o2.若最佳过滤时间是若最佳过滤时间是45min?欲得同样的滤液量操欲得同样的滤液量操作压强需要提高多少作压强需要提高多少?（已知洗涤和辅助时间之为（已知洗涤和辅助时间之为45min)非均相物系的分离习题课非均相物系的分离习题课o三三.某板框过滤机的过滤面积为某板框过滤机的过滤面积为0.6
3、m2,恒压过滤某恒压过滤某悬浮液悬浮液,3h后得滤液后得滤液60m3若滤饼不可压缩若滤饼不可压缩,过滤介过滤介质阻力可略不记质阻力可略不记.求求:o1.若其它条件不变若其它条件不变,过滤面积加倍过滤面积加倍,可得多少滤液可得多少滤液?o若其它条件不变若其它条件不变,过滤时间缩短为过滤时间缩短为1.5h,可得多少滤可得多少滤液液?o若其它条件不变若其它条件不变,过滤压强差加倍过滤压强差加倍,可得多少滤液可得多少滤液?o若在原压强差下过滤若在原压强差下过滤3h,用用4 m3水洗涤滤饼水洗涤滤饼,洗涤洗涤时间为多少时间为多少?洗水性质与滤液相近洗水性质与滤液相近.非均相物系的分离习题课非均相物系的分
4、离习题课o已知某板框过滤机有26个框，边长为81081045mm，过滤推动力为0.3MPa，过滤常数为5.510-5m2/s,ov=0.065m3/m3, qe=0.012m3/m2,o辅助时间为40min,求：o1.推导过滤机最大生产能力时过滤时间、洗涤时间、辅助时间关系；o2.当用0.1倍滤液量的洗水进行洗涤，求滤框充满滤饼时生产能力；o3.当过滤后不洗涤，最大生产能力。非均相物系的分离习题课非均相物系的分离习题课四四.流量为流量为1m3/s的的20常压含尘气体在进入反应器常压含尘气体在进入反应器之前需要尽可能除去尘粒并且升温到之前需要尽可能除去尘粒并且升温到400 .已知已知固粒密度固粒
5、密度p=1800kg/m3,降尘室底面积为降尘室底面积为65m2.求求:1.先除尘后升温理论上能除去的最小颗粒直径先除尘后升温理论上能除去的最小颗粒直径;2.先升温后除尘理论上能除去的最小颗粒直径先升温后除尘理论上能除去的最小颗粒直径;3.欲更彻底地除区尘粒欲更彻底地除区尘粒,对原降尘室应如何改造对原降尘室应如何改造20：气体密度：气体密度1.205kg/m3,黏度黏度1.8110-5Pa.s; 60 :气体密度气体密度0.524kg/m3, 黏度黏度3.3110-5Pa.s非均相物系的分离习题课五五.采用降尘室回收常压炉气中所含球形固体颗粒。采用降尘室回收常压炉气中所含球形固体颗粒。降尘室底
6、面积为降尘室底面积为10，高，高1.6m。操作条件下。操作条件下气体密度为气体密度为0.5kg/m3，黏度为，黏度为2 10-5Pa s，颗粒密度为，颗粒密度为3000 kg/m3。气。气体体积流量为体体积流量为5m3/s。试求：。试求：o（1）可完全回收的最小颗粒直径；）可完全回收的最小颗粒直径；o（2）如将降尘室改为多层以完全回收）如将降尘室改为多层以完全回收20 m的颗粒，求多层降尘室的层数及板间距。的颗粒，求多层降尘室的层数及板间距。 传 热o在套管换热器中用120的饱和蒸汽在环隙间冷凝以加热管内湍流流动的苯。苯的流量为4000 kg/ h，比热容为1.9kJ/kg，温度从30升高到6
7、0。蒸汽冷凝的对流传热系数为10000W/ m2，,管内侧污垢热阻为，管壁热阻、管外侧污垢热阻及热损失忽略不计。换热管为的钢管，有效长度为12m。试求：o（1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热2204kJ/kg）； （2）管内苯的对流传热系数； o（3）当苯的流量增加50%，其它条件不变，苯的出口温度为多少？吸收习题课一、填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05.x=0.01（皆为溶质摩尔分率），气膜体积传质系数kya=0.03kmol/(m3s)，液膜体积传质系数kxa=0.02kmol/(m3s)，若相平衡关系为y=2.0x，试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率以及各相阻力的分配。二 、
8、在填料吸收塔中,用清水吸收含有溶质A的气相混合物,两相逆流操作。进塔气体初始浓度为5%（A体积%），在操作条件下相平衡关系为y=3.0x，试分别计算液气比为4和2时的出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。 三.在一填料层高度为5米的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气中溶质组分.当液气比为1.0时,溶质回收率可达90%.在操作条件下气液平衡关系为y=0.5x.现改用另一种性能较好的填料,在相同的操作条件下,溶质回收率可提高到95%,试问此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍?四.在逆流操作的填料吸收塔内,用纯溶剂吸收混合气体中可溶组分.已知吸收剂用量为最小用量的1.5倍,气相总传质单元高度HOG=1.11
9、m,操作条件下气、液平衡关系为y=mx。要求溶质的回收率为90%. 试求:1.所需填料层高度.2.在填料塔内,若将混合气体的流率增加10%,液体量及气液相进塔浓度不变,求溶质的回收率.已知KyaG0.7.五.在常压逆流操作的填料塔中，用某种溶剂吸收混合气体中的溶质。入塔气中溶质的摩尔分率为0.05，入塔液中溶质的摩尔分率为0.002，操作液气比为最小液气的1.2倍。已知操作条件下mG/L=0.9(m视为常数），平衡关系y=mx，与入塔气成平衡的液相摩尔浓度为0.03。试计算：1.吸收塔的回收率；2.完成上述分离任务所需的液相总传质单元数。六.在一填料吸收塔中吸收混合气体中的溶质组分，吸收剂分为
10、两股，第一股吸收剂组成为0.004，（摩尔分率，下同），从塔顶加入，第二股吸收剂组成为0.015，从塔中间加入，二股吸收剂流量均为50kmol/h。进塔气体组成为0.05，溶质回收率为90%，混合气体流量为100kmol/h。该塔的气相总传质单元高度HoG为0.85m，在操作条件下气液平衡关系为Y=0.5X，试求：1.出塔的吸收液组成X1；2.第二股吸收剂加入的适宜位置；3.若将两股吸收剂混合后从塔顶加入，定性说明填料层高度的变化情况，并示意绘出两种情况下的操作线。精馏习题课一一 、 正庚正庚烷烷和正辛和正辛烷烷在在110110时时的的饱饱和蒸气和蒸气压压分分别为别为140kPa140kPa和
11、和64.5kPa64.5kPa。试计试计算混合液由算混合液由正庚正庚烷烷0.40.4和正辛和正辛烷烷0.60.6（均（均为为摩摩尔尔分数）分数）组组成成时时，在，在110110下各下各组组分的平衡分分的平衡分压压、系、系统统总压总压及平衡蒸气及平衡蒸气组组成。（此溶液成。（此溶液为为理想溶液）理想溶液）精馏习题课二二 、 某连续精馏塔，泡点进料，已知操作线某连续精馏塔，泡点进料，已知操作线方程如下：方程如下： 精馏段：精馏段：y y=0.8=0.8x x+0.172+0.172 提馏段：提馏段：y y=1.3=1.3x x-0.018-0.018试求：原料液、馏出液、釜液组成及回流比试求：原料
12、液、馏出液、釜液组成及回流比。精馏习题课三、在一连续精馏塔内分离某二元理想混合液体,原料液流量为100kmol/h,组成为0.4(易挥发组分的摩尔分率,下同)要求馏出液组成为0.9,釜液组成为0.1.求:1.馏出液和釜残液的流量;2.若每小时从塔顶采出50kmol/h馏出液,工艺要求应做如何改变?精馏习题课四、在一连续精馏塔内分离某二元混合液体,馏出液组成为0.94,釜液组成为0.04(均为易挥发组分的摩尔分率),此塔的q线方程为y=6x-1.5,回流比为最小回流比的1.6倍操作条件下物系的相对挥发度为2.求:1.精馏段操作线方程;2.提馏段操作线方程精馏习题课五、在一连续精馏塔内分离某二元混
13、合液体,饱和液体进料,进料组成0.5,塔顶馏出液组成为0.9,釜液组成为0.05(以上均为易挥发组分的摩尔分率),操作条件下物系的相对挥发度为3,回流比为最小回流比的2倍.塔顶设全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热.求:1.进入塔顶第一层理论板的汽相组成;2.离开最后第一层理论板的液相组成精馏习题课六、 有两股苯与甲苯的混合液，其组成分别为0.5 及0.3（苯的摩尔分率，下同）流量均为60kmol/h，在同一塔内进行分离。第一股进料为泡点进料，第二股为饱和蒸汽进料。要求馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，操作回流比为最小回流比的1.6倍，物系的平均相对挥发度2.47。求：1.塔顶与塔底产品
14、的流量；2.最小回流比；3.两股进料之间的操作线方程 。精馏习题课o七、在一连续精馏塔内分离二元理想溶液七、在一连续精馏塔内分离二元理想溶液. .塔顶采用分凝器和全凝器塔顶采用分凝器和全凝器. .分凝器向塔内提分凝器向塔内提供泡点温度的回流液供泡点温度的回流液, ,其组成为其组成为0.88;0.88;全凝器全凝器得到的产品组成为得到的产品组成为0.95,0.95,原料液组成为原料液组成为0.50.5( (以上均为易挥发组分的摩尔分率以上均为易挥发组分的摩尔分率, ,下同下同).).离离开第一层理论板的液体组成为开第一层理论板的液体组成为0.79.0.79.泡点进泡点进料料. .塔釜间接蒸汽加热
15、塔釜间接蒸汽加热. .试求试求:1.:1.操作回流比操作回流比;2.;2.最小回流比最小回流比. .精馏习题课精馏习题课干燥习题课一、已测得某非多孔性湿物料的初始含水量为0.25 (干基,下同) ,临界含水量为0.10,平衡含水量为0.04.求该物料的自由水分并估算该物料的结合水分及非结合水分 .将该物料干燥到含水量0.07,所用时间为1.2小时;若干燥到含水量0.05,所用时间为多少? (降速阶段干燥速率曲线近似为直线)干燥习题课二、在连续干燥器中,湿物料的处理量为1kg/s, 含水量由3.5%降到0.5%. (均为湿基) ,空气初始温度为25 ,湿度为0.005kg/kg干空气. 空气进入
16、干燥器时的温度为140 . 若离开干燥器时的温度选定为为60 和40 .试分别计算所需空气用量( kg干空气/s)和预热器耗热量（kW）.又若空气在干燥器的后续设备中温度降了10 ,试分析以上两种情况下物料是否返潮? (假设干燥过程为理想过程, 50 时, 水的饱和蒸汽压为12.34kPa,30 时水的饱和蒸汽压为4.25kPa)干燥习题课三.在连续干燥器中,湿物料的处理量为0.8kg/s, 含水量由0.05降到0.01. (均为湿基) ,空气初始温度为20 ,湿度为0.005kg/kg干空气,空气离开干燥器时的温度为55 ,为保证干燥产品的质量,要求空气进入干燥器时的温度不超过90 .试求以
17、下两种情况下所需空气用量( kg干空气/s)和预热器耗热量（kW）.假设干燥过程为理想过程.1.将新鲜空气预热到90 进入干燥器;2.采用废气循环,循环气中绝干空气 量为干燥器出口废气中绝干空气量的2/3,混合气温度为90 ,再进入干燥器. 3.比较先混合再预热和先将空气加热到一定温度再混合,进干燥器混合气温度都为90 预热器所需热量有何变化?干燥习题课四、在常压逆流干燥器中,将某种湿物料由含水量由3.5%干燥到0.2%. (均为湿基) ,湿物料进入干燥器时的温度为24 ,出干燥器时的温度为40 .干燥产品的流量0.278kg/s, 干物料的比热为1.507kJ/kg .空气初始温度为25 ,湿0.0095kg/kg干空气,预热到 90 送入干燥器, 离开干燥器时的温度为35 . 1.若干燥过程为理想过程,试求所需干空气用量、预热器传热速率及 干燥器的热效率 ; 2.若为实际干燥过程,热损失为5.25kW.试求此时的干空气用量,预热器传热速率, 干燥器的热效率.干燥习题课干燥习题课干燥习题课 用汗水书写少年奋斗史, 用智慧描绘中华兴邦图
