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化工原理(下册)课后习题

第六章习题

1、在101.33KPa 、293K 下，空气中CCl 4的分压为21mmHg, 求CCl 4的摩尔分数、摩尔浓

度和摩尔比。

解：0276.0760

===

P P y A

/10

15.1293

314.833.1010276.0m kmol RT

-?=??=

kmolB kmolA y

Y /0284.00276

.010276.01=-=

2、在100Kg 水中含有0.015Kg 的CO 2，试求CO 2，的质量分数、质量比和质量浓度。

解：00015.0100015.0==

w kgB kgA w

w W /10

5.114

-?=-=

/15.02

m kg co v

m A

水

3、在101.3 kPa 、20℃下，100kg 水中含氨1kg 时，液面上方氨的平衡分压为0.80 kPa ，求

气、液相组成。

解：液相：0106.018

171

=+=

x 0107.01=-=x

x X

3/558.01

.017

m kmol c

== 气相：3

7.9010

y P

=? 3

96.71-?=-=

y Y

/10

28.3m kmol RT

-?==

4、在101.3 kPa 、10℃，氧与二氧化碳混合气体发生定常扩散过程，已知相距0.3cm 的两截

面上氧的分压分别为13.3kpa 和6.66 kPa ，又知扩散系数为0.148cm 2/s ，试计算下列两种情形下氧的传质速率N A ,kmol/﹝m 2．s ﹞:①氧与二氧化碳两种气体做等摩尔反向扩散；②二氧化碳的停滞组分。解：

()0.0139/()

101.313.388101.3 6.6694.6494.648891.2894.64ln 88103.3 1.191.28()0.0154/()

A A A

B B Bm

A A A Bm

D m ol m s RT kPa kPa kPa

P D D

m ol m s RT N P

P P

P N

=?=-==-=-=

7、假设6－3中情况服从亨利定律，求E 、m 、H. 解：

8、101.3 kPa 下，求与空气接触的水中氧的最大浓度及相平衡常数。氧在空气中的体积分数

为21％. ①温度为20℃。②温度为50℃。 9、常压25C 0下，气相中的溶质A 的分压为5.4 kPa 的混合气体，分别于下面三种水溶液

接触，已知E=15.2 ×104 kPa ，求下列三种情况下的传质方向和传质推动力。①c 1A =0.001kmol/m 3;②c 2A =0.002kmol/ m 3③c 3A =0.003kmol/m 3。

解：①P kPa H

P c

A A <==

77.21

?吸收

②P kPa P A ==?=

-47.510

65.3002.04

?平衡状态

③P kPa P A >=?=-20.810

65.3003

.04

?解吸

12、在吸收塔的某截面上含CO 23％的空气于含CO 20.0005kmol/m 3的水溶液接触。在

101.3kpa 、25℃下，已知k g =3.15×106-kmol/（m 2·s ·kP a ）（m 2·s ；k 1=1.81×104- kmol/（m 2·s ·kmol/m

）。求：气相总传质系数K g 、K y 、K Y ；②液相总传

质系数K 1、K x 、K X ；③气液两传质阻力所占比例；④传质速率N A 。解：①查25C 0

、常压下CO 2的E=165MPa, 由于液相二氧化碳浓度很小

/6.55M

m kmol C

总

水总

/(4

37.3kPa m

kmol E

c H ?-?==

)/(10

98.510

67.11

kPa s m kmol H

???=?

?=+

)/(10

06.62

y s m kmol P K

????==

031.01=-=

Y k P a H

P C

A 48.1*

015.0015

.01015.0015.033

.10148.1*

*=-=

?==

Y y

)

(10

79.5)

1)(1(2

y s m kmol

Y Y K

????=++=

-×

②

)(78.18.56311

m kmol s m kmol H

K K

??=?

)/(1087.92

1x s m kmol C K K

????=?=-

kmolS

kmolA C

C X A /10

0.96

-?==

/10

0.1m

kmol H C P A A -?==

84.1-?==

C X

)/(10

87.9)

1)(1(2

x s m kmol X X K K X

X ????=++=

③气象阻力占比列

9.110

98.5110

15.31

=??=--kg

或气膜

%9.110

78.110

15.31037.314

4=????=

---kl

kg H 液膜阻力占98.1%

④)/(102.9)(28*s m mol Y Y K N Y A ??=-=-

13、用填料塔进行逆流吸收操作。在操作条件下，k x =k y =0.026kmol/（m 2·s ），试分别计

算m=0.1及m=50时两种情况下吸收率操作的阻力分配情况。

16、在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的CO 2。惰性气体处理量为300h Nm /3

，

进塔气体中含CO 28%（体积分数），要求吸收率95%，操作条件下*Y =1600X ，操作液气比最小液气比的1.5倍，求: ①水用量和出塔液体组成；②写出操作线方程式解：08.0y 1= h kmol V B /39.134

.22300==

95.0=η 02=x 1600=M

min )(

5.1B

S B

S V L V L =

10.080.08710.08

Y =

21(1) 4.3510

Y Y η-=-=?

121()m in 1520S B

L Y Y V Y m

= ∴

S V L =2280

S L =3.053?4

10km ol h

112() 3.62510

B S

V X Y Y L -=

-=?

22()2280 4.3510

S S B

L L Y X Y X X V V -=

=+?

17、按题6-16中给定的任务，若改用某种碱液吸收，已知操作条件下相平衡关系为*Y =20X ，求碱用量和出塔液体组成。解

：

()

m i n

S B

L V ==-?--0

20087.010

35.4087.03

S B

L V =1.5?19=28.5

22S L =28.5?13.39=381.615kmol h 1X =

1(0.0870.00435) 2.910

28.5

-?-=?

18、某混合气体中溶质含量为5％，要求吸收率为80％.用纯吸收剂吸收,在20℃、101.3 Kpa

下相平衡关系为*Y =35X 。试问：逆流操作和并流操作的最小液气比各是多少？由此可得出什么结论？

10.050.05310.05

Y =

=- 20X = 80%η= 20.053(1)0.0106Y η=?-=

并：(

)m in S B L V =

21212

120.0530.01061400.0106350

Y m

Y Y Y Y X X ---=

=--

逆：()m in S B

L V = 121212

10.0530.0106280.053/35

Y Y Y Y X X Y m

---=

==-

20、流率为1.26kg/m3的空气中含氮0.02，拟用塔径1m 的吸收塔回收其中90％的氨。塔顶

淋入摩尔比为4×10-4的稀氨水。已知操作液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内

Y =1.2X ，

K Ya =0.052)/(3

s m kmol ?.求①所需的填料层高度；若将吸收率提高至95％，②求所需的填料高度。

解：⑴

1.26

0.02

)0.0

B V km ol s =

?-=

10.02Y =

21(1)0.02(10.9)0.002

Y Y η=-=?-=

2410X =?

(

)m i n

S B

L V =124

0.020.002 1.10.021.2410

Y Y Y m X ---=

=--?

(

)m in S B

L V =1.1?1.5=1.65 1.20.731.65

b S

m v S L ?=

124

221

10.02 1.2410

ln (1)ln(0.270.73)10.270.02 1.24101

1.43 5.31

0.27

O G y m x N S S S y m x --??--??=-+=?+??---????

?= 0.043 1.050.0520.785

B O G Y V H K α=

=Ω

∴ 1.05 5.31 5.59O G O G Z H N m =?=?=

⑵21(1)0.02(10.95)0.001Y Y η=-=?-= ()m i n

S B

L V =4

0.020.01 1.20.021.2410

--=-?

S B

L V =1.2?1.5=1.75 S=0.68

10.02 1.2410

ln(0.320.68)7.940.32

0.001 1.2410

OG N ---??=

++-??

1.057.948.34Z m =?=

22、气体混合物中的溶质的摩尔比为0.05，要求在填料塔中吸收其中的95％，平衡关系为

Y *=2.0X ，求下例各种情况下所需的气相总传质单元数N OG 。①入塔液体X 2=0，液气L S /V B =2.0; ②入塔液体X 2=0.001，L S /V B =3.2；③当X 2=0，L S /V B =1.6，求最大吸收率？ 25、在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。在常压、27C 0

下操作时混合气体流量为1200 m 3

/h 。气体混合物的初始浓度为0.05，塔截面积为0.8

，填料层高度为4m ，气体相体积总传质系数Ya K 为100kmol/(m 3?h),气体平衡关

系服从亨利定律，且已知吸收因数为1.2。试求:混合气体离开吸收塔德浓度和吸收率。

解：10.05Y = 20.05

(10.95)

0.0025Y =?-= * 2.0Y X =

⑴02=X 2.0

12.0

B S

m V S L ==

= ∴1

0.050.0025190.00250

Y Y O G Y d N m Y m X -==

=++?

⑵ 2.00.6523.2S =

1222

ln (1)110.05 2.00.001ln(0.375

0.652)0.375

0.0025 2.00.001

9.60O G Y m X N S S S Y m x m

??-=

-+??--??-?=

+-?=

⑶

S B

L V =(

)m in S B

L V =

121Y Y Y m

-=1.6 20.01Y ∴= 12

0.0480%0.05

Y Y Y η-∴=

=塔无限高

30、某一吸收过程的相平衡关系为*Y =X ，120.1,0.01Y X ==.试求：①当吸收率为80%时，

最小液气比为多少？②若取min / 1.2(/)S B S B L V L V =，求传质单元数OG N ?③若希望将吸收率提高至85％，可采取什么措施？

7-2正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸汽压分别为140kpa 和64.5kpa .计算由0.4正庚烷和

0.6正辛烷组成的混合液在110℃时各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸汽组成。解

：

140A p kpa

64.5B p k p a =

0.4

A X ∴=

0.6B X =

0.414056A A A

P P X

kpa ∴=-=?= 0

64.50.638.7B B b P P X K pa =?=?=

94.7A B P P P kpa =+= 0.591A y = 0.409B y =

7-3设在101.3kpa 压力下，苯-甲苯混合液在96℃下沸腾，试求该温度液下的气液平衡组成。

解：00

101.365.660.376160.5265.66

A B

P P X P P --=

=-- 0

160.520.3760.594101.3

A P y x P

7-6在连续精馏塔中分离苯-苯乙烯混合液，混合液流量为5000kg/h ，其中轻组分含量为30%，

要求馏出液中含苯0.95，釜液中含苯不超过0.06.试求：馏出液量及塔釜产品量各是多

少？

7-7在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h ，其中轻组分含量为30％，要

求馏出液中能回收原液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。

7-8在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，要求馏出液中苯的含量为0.97.馏出液量6000

kg/h ，塔顶为全凝器，平均相对挥发度为2.46，回流比为2.5，试求：①第一块塔板下

降的液体组成1x ;精馏段各板上升的蒸汽量及下降液体量。 7-9 连续精馏塔的操作方程式如下：

精馏段：0.750.205y x =+ 提馏段： 1.250.020y x =-

试求泡点进料时，原料液、馏出液、釜液组成及回流比。

7-10某连续精馏塔处理苯-氯仿混合液，要求馏出液中含有96％的苯，进料量为75/km ol h 、

进料中含苯45％、残液中苯含量10％，回流比为3，泡点进料，求：①从冷凝器回流至塔顶的回流液量及自塔釜上升蒸汽的摩尔流量；②写出精馏段操作线方程式。

7-11某理想混合液用常压精馏塔进行分离。进料组成含A 81.5％含B 18.5％，饱和液体进

料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。要求塔顶产品为含A 95％，塔顶产品为含B 95％，此物系的相对挥发度为2.0，回流比为4.0。试用①逐板计算法，②图解法分别求出所需的理论塔板数及加料板位置解

：

(1)0.F

D W

X D X F X F D =

+-?= 1.176F D =

0.176W F D D =-= '5.0L W D -=

精馏段：0.80.191

D X R y x x R R =+

=+++

提馏段： '

5.1760.1760.05

5.0 5.01.0350.00176

W L

W D D y X X L W

L W

y x =

?--?=-

相平衡：221(21)12x x y y x x

+-+-

10.95D y x == 10.950.90520.95

x ==-

20.80.9050.190.914y =?+= 20.914

0.84

20.914

x ==-

30.80.840.190.863y =?+=

30.8630.7590.81520.863x =

4 1.0350.7590.001760.784y =?-=

51.035

0.645

0.001760.665y =?-=

50.6650.49820.665

x ==- 60.514y =

60.346x = 70.356y = 70.217x = 80.223y = 80.125x = 90.128y = 90.0683x = 100.069y = 100.03570.05x =<

共十块理论板，精馏段2块第三板进料提馏段7块

7-13在一常压连续精馏塔中分离某理想溶液。已知原料组成为0.4，要求塔顶产品组成为

0.95，塔釜残液组成为0.1，操作回流比为2.5，试绘出下列进料状况下的精馏段、提馏段操作线方程。①q=1.2；②汽液混合进料，气液的摩尔流率各占一半；③饱和蒸汽进料

解：0.4F X = 0.95D X = 0.1W X = 2.5R = 精馏段： 2.50.950.7410.271

3.5

D X R y x x x R R =+

=+++

q 线方程： 1.50.63 1.21

0.5

F X q y x x y x q q =

?=---

{

(0.43,0.577)0.7140.27

y x y x =-?=+与(0.1,0.1)

求提馏段0.5770.10.1(0.1) 1.440.0440.430.1

y x y x --=-?=-- ⑵精馏段不变，因'

L L F ==

V V F =+

0.85 2.8330.3

D W F W

X X F D

X X -=

2.5L D

= ∴提馏段

3.917 1.8330.12.084

2.084

W L

W y x x x L W

L W

?-- 1.880.088y x ?=-

⑶

2.5L L D == '

2.5 1.8330.667L W D D D -=-=

2.5 1.8330.1

3.750.270.667

0.667

y x y x =

??=-

7-14用精馏塔分离某二元混合液。已知进料中易挥发组分的含量为0.6，泡点进料，操作回

流比为2.5，提馏段的操作线的斜率为1.18，截距为-0.0054，试写出精馏段的操作线方

程。

解;提馏段: 1.180.0054y x =- q 线方程0.6F X X ==与提馏段交点（0.6，0.7）精馏

段

50.95

140

D X R y x x

y x R R =

+=+

?=+++ 有 0.7=0.7140.60.2743.5

3.5

D D X X ?+

=0.7140.274y x ∴=+

7-15用常压连续精馏塔分离某双组分混合液。已知：0.6,0.95,0.05,F D W x x x ===l 冷料

进料，其进料热状况参数 1.5q =，回流比为2.5，试写出精馏段和提馏段操作线方程式。解：精： 2.50.950.7140.2711

3.5

D X R y x x y x R R =

?=+++

q 线 1.50.63 1.21

0.5

F X q y x x y x q q =-

?=--- 交点：(0.64,0.73)与（0.05，0.05）

求方程0.730.050.05(0.05) 1.1530.007630.640.05

y x y x --=

-?=--

7-17丙烯-丙烷的精馏塔进料组成为含丙烯80％和含丙烷20％，常压操作，进料为饱和液体，

要使塔顶产品为含95％的丙烯，塔釜产品含95％丙烷，物系的相对挥发度为1.16，试计算：①最小回流比；②所需的最少理论塔板数

解：0.8F X = 0.95D X = 0.95W X = 1.16α= 因泡点选择q=1 0.8p F x x ∴== 相

平衡 1.1610.16x y x

1.160.80.82310.160.8

q y ?=

=+?

min 0.950.823 5.520.8230.8

D q q q

X y R y x --=

=--

1min

0.95

lg(

)

10.050.05lg ()(

)/lg 138.681lg 1.16

D D W

X X N X X α-?

??-=?=-=??-??

m in 39N ∴=(不包括塔釜)

7-18若上题中，进料浓度改为含丙烯50％时，求：①最小回流比；②所需的最少理论塔板

数

解：0.5F X =

0.95D

1.16

0.5

0.537

10.160.5q

=+? m in 11.16D

y X

R y

m i n

l o g 40N

=（包含沸点）

7-20一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95，

操作条件下物系的相对挥发度 2.0α=，若操作回流比m in 1.5R R =，进料热状况参数1.5q =，

塔顶为全凝器，试计算第二块理论板上升的气相组成和下降液体的液相组成。解：相平衡：212x y x

=+ ① q 线方程：1

F X q y x q q =

--=30.8x - ②

联立①②式，解0.484q x =

20.484

0.65210.484

?==+ m

i n

1.774D

y X R

-==-

m i n 1.52.660R R ==

精馏段： 2.660.950.7270.261 2.66

1 2.66

x y x =+

=+++

0.95

0.950.905

20.95D

x =

0.918

0.7270.9050.260

0.9180.848

20.918y

x =?+=?==

- 7-21 用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。进料中含苯0.4，要求馏出液中含苯0.97.，

釜液中含苯0.02，操作回流比为2，泡点进料，平均相对挥发度为2.5.试用捷算法确定所需的理论塔板数。

解：已知：0.4F w = 0.97D

0.02W

= 2R = 2.5α=

0.44q

相平衡： 2.51 1.5x y x

2.50.44

0.663

11.50.44

=+?

0.97/780.9740.97/78

0.03/92D

=+ 1.395

m i n D y x q

R y x q

q -==-

i n

0.9740.9765l o g ()0.0260.023517.02l o g 2.5

+=-=

m i n

21.395

0.2021

R R R -

=+ m i n

0.4414.0

N N N

=?=+ 7-23

用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。已知：

100/,0.40,0.95,0.03F D W F km ol h x x x ==== ，进料温度为40℃，塔顶全凝器，

泡点

回流，R=3.0塔釜为间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为300a kP ，忽略热损失，试求：①加热蒸汽用量；②冷却水用量（1215t t -=℃）。解：

40.2F W D

D D K m ol l F x x x

?=-

0.95389.4780.05360.19230511()o

kJ Kmol C r

=??+??=? 4

1(1)7.810()

R D kg h r W

c t

t +=

=?-

压料：0.40.84780.60.8492159.0()o

pm kJ Kmol C c =??+??=?

0.4389.4780.6360.19232027c

k J K m o l r

=??+??=

() 1.263c

S F c

q c t t r

-+=

(1)(1)(1)1.8701V V q F R D q F K m o l h '=--=++-=

360.19233129.2m V

m W

k J K m o l

H H

??-

=?='

2168.1r k J k g

2.8610W B

V M

kg h r

r w

'==?

9-1 已知空气中的水汽分压为3a kP ，总压为100a kP ，求该空气的温度。

解：10039798o

W S

kPa C t

P =-=?=

30.622

0.019297

H =?=

kg 水/kg 干空气

9-2 氮与苯蒸汽的混合气体，在总压100a kP 、297K 时的相对湿度为60％，试求每kg 氮气

中苯蒸汽含量。已知297K 时的苯的饱和蒸汽压为12.2a kP 。

解：1

112

0.22()p S S H P p M m

P M

??=

=-kg 苯/kg 氮

9-3 湿空气在总压为101.33kP a 下的湿度为0.005/kg kg .试用计算法求取：①该空气在5℃时的相对湿度；②将空气加热到303K 时的湿度和相对湿度解：0.6620.0150.808W

H kPa P P

=- 50.873o

C k P a P

92.6%

W S

= 1

0.808

19.0%4.247

?== 9-4 空气的总压为101.33kP a ，干球湿度为30℃，相对湿度为70％，试求该空气的：①湿

度H ；②饱和湿度S H ;③水汽分压W P ④露点d t ； ⑥焓I ⑦湿比容H v 解：0.6620.0188W W

H kg kg P P P ??=?

0.6620.0272S

kg kg P P H

2.973W

kPa P

?==23.4o

C t

(1.01 1.88)249278.2I H t H kJ kg =++=

27330(0.773 1.244)0.884273

H m

kg v

+=+?

9-6球湿度为293K ，湿球温度为289K 的湿空气，经预热器温度升高至323K 后送入干燥

器，空气在干燥器中经历近似等焓过程，离开干燥器时温度为27C 0，干燥器的操作压强为101.33kP a 。用计算法求解下列各项：①原始空气的湿度0H 和焓0I ；②空气离开预热器的湿度1H 和焓1I ;③1003m 原始湿空气在预热过程中的焓变化；④空气离开干燥器的湿度2H 和焓2I ；⑤1003m 原始湿空气绝热冷却增湿时增加的水量。解; 28916 1.8w s a k t c p kp →=→= 2456/w r kj kg = 29320t k c == ① 1.80.6220.0113101.338

W H =?

=+ 0()1.29

w w W r t t H H -=

- 00.0095/H kj kg =

(1.01 1.88)2492(1.01 1.880.0095)5024920.009575/I H t H kj kg

=++=+??+?=

②预热过程H 不变所以预热后：

(1.01 1.88)2492(1.01 1.880.0095)5024920.009575/I H t H kj kg =++=+??+?=10H H =

③3

273(0.773 1.244)0.842/273

H t V H m kg +=+?

= 100118.720.842

L kg =

0()118.72(7544.23)3653C I I I G kj ?=-?=?-=

④出干燥器后等晗为：275(1.01 1.88)2724920.0188/H H H kj kg =+?+?=

275/I kj kg =

⑤20()118.72(0.01880.0095) 1.104C W G H H kg =-=?-=

9-7 在某连续干燥器中，总压为95kP a ，每秒钟从被干燥物料中除去的水分为0.028kg .原

始空气的湿度为15℃，相对湿度为80％，离开干燥器的空气湿度为40℃，相对湿度为60％. ①试求进入风机的原始空气流量，/m h ②若预热至95℃，用200kP a 的饱和水蒸气加热，蒸汽用量为多少/kg h

解: 15 1.707s a c p kp →=

10.8 1.7070.6220.00907950.8 1.707H ?=?

=-?

407.377s a c p kp →=

20.67.377

0.6220.0304

950.6

7.377

H ?

=-?

210.028() 1.313/4725.8/0.03040.00907

L H H W L kg s kg h -=?=

==-

27315(0.773 1.2440.00907)0.827273

H V +==??

+ 3

0.8273908/C V G m h =?=

(1.01 1.880.00907)(9515)82.164/I kj kg ?=+??-= 53.8810/C Q G I kj h =?=? 2002205/a kp r kj kg →= h kg r

Q W /176==

∴水汽

9-8 一连续常压干燥器干燥某物料。已知湿物料的处理量为1000/kg h ，含水量由40％干

燥到5％.试计算所需蒸发的水分量。

解：1000/G kg h = 10.4w = 20.05w = 干空气量不变'(10.4)(10.05)G G ?-=-

613.57G = '

0.40.0510000.4613.570.05368.4/W G G kg h =?-?=?-?=

9-9 在常压连续干燥器中，将某湿物从含水量5％干燥到0.5％.干燥器的生产能力为7200

kg 干料/h ，

已知物料进口温度为25℃，出口为65℃，干燥介质为空气，其初温为20℃，湿度为0.0072/kg kg 。已知空气用量为2000kg 干空气/h ，经预热器加热至90℃入干燥器，若干燥系统的热量损失为1500/kgJ h ，绝干物料的平均比热容为

1.4/(k J k g ?℃）试求气体的出口温度和湿度

解：7200/C G kg h = 15%w = 20.005w = 物料125t c = 265t c =

空气120t c = 0.007H = 加热至120c

280t c = 1.8()C V kg kg c =?

10.050.052610.05

X =

=- 20.005X = 7200(0.05260.005)342.54/W kg h =?-=

10110()(1.01 1.88)()(1.01 1.880.007)100102.316P Q L I I L H t t L L =-=+-=+??= '

2022211.01()(1.882992)()P P C m Q Q Q L t t W t G C t t L =+=-+++?-+

0 1.01(8020)342.54(1.88802492)7200(1.80.005 4.187)(6525)

P L P Q Q Q L ==∴=-+??++?+??- 当20

25540.0169/102.31660.69.0510 5.24410 3.410/{

{W L H H H kj kg

L L L kg h

-==+?+?=??

9-10在常压干燥器中干燥某树脂产品。干燥产品量为280/kg h ，产品的干基含水量为0.01/kg kg ，物料入口温度为20c

，出口为40c

;在干燥器中蒸发水分量为35/kg h 。

原始空气温度为15c ,温度为0.0072/kg kg 。已知空气用量为2000h kg /干空气。经预热器加热至90c 后通入干燥器。若干燥系统的热量损失为1500/kgj h ，绝干物料的平均比热容为1.4/kj kg c ? 。试求气体出口温度和湿度。

解已知;2280/G kg h = 20.01/X kg kg = '120t c = '240t c =

35/W kg h =

015t c =

00.0072/H kg kg

2000/L kg h

190t c

1500/L Q kg h =

1.4/C C kj kg c =?

求2,2x H

20.010.009910.01

w =

=+ 22(1)277.23/C G G W kg h =-=

10110()(1.01 1.88)()2000(1.01 1.880.0072)(9015)2047.072(9015)

P Q L I I L H t t =-=+-=?+?-=-''

2022211.01()(1.882492)()P C m L Q Q L t t w t G C t t Q ==-+++-+

222047.072(9015)2000(15)35(1.882492)277.23(1.40.01 4.18)(4020)1500

t t -=?-+?+++??-+5443

221.5353102020 3.031065.88.722107.995101500t t ??=-?++?+?+

241.78t c ?=

20()W L H H =- 有

22352000(0.0072)0.0247H H =-?=/kg kg

9-11 某湿物料在常压气流干燥器内进行干燥，湿物料处理为1/kg s ，其含水量由10％降至

2％.空气的初始温度为20℃，湿度为0.006kg 水/kg 干气，空气由预热器预热至140℃进入干燥器，假设干燥过程近似为等焓过程。若废气出口温度为80℃，试求：预热器所需供热量和热效率。系统损失可忽略。

解：1/C G kg s = 10.1w = 20.02w = 020t c = 00.006/H kj kg = 1140t c =

280t c =

21I I = 求,P Q η

11(1)1(10.1)0.9/C G G w kg s =-=?-= 20.020.020410.02

x ==-

10.10.11110.1

x =

=- 12()0.9(0.1110.0204)0.0816/C W G x x kg s =-=?-=

I I = 有

010222

(1.01 1.88)2492(1.01 1.88)24921.01140 1.881400.00624920.00610.180 1.88802492H t H H t H H H ++=++??+??+?=?+?+

221.01140 1.881400.00624920.00610.180 1.88802492H H ??+??+?=?+?+ 20.0292H ?=

0.0816 3.517/0.02920.006

W L kg s H H ∴=

=--

010(1.01 1.88)()(1.01 1.880.06)(14020) 3.517431P Q L H t t kw =+-=+??-?=

等焓干燥为Q 总431P Q kw ==

21(1.882492()0.0816(1.88802492 4.18720)208.79Q W w kw

ρρρ=+--=??+-?=208.79100%100%48.4%431

Q Q ρη=

9-13 某湿物料质量为20kg ，均匀的铺在底面积为0.52m 的浅盘内，在恒定的干燥条件下

进行干燥。物料的初始含水量为15％，平衡水分为1％，临界水分为6％。恒速干燥阶段的干燥速率为20.4/()kg m h ?，假定降速干燥阶段的干燥速率与自由含水量之间呈线性关系，若将物料干燥至2％，所需的干燥时间为多少？

解：(1)20(10.15)17C G G w kg =-=?-= 10.150.17610.15

x =

20.020.020410.02

x =

=- 110017()(0.1760.006)9.860.40.5

C G X X U A Γ=

?-=?

000.48*0.060.01

U K X X =

=--

022*170.060.01ln

6.84*

80.5

0.020.01

C G x x K A

x x --Γ=

==-?-

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏解：总压 P=75mmHg=10kp 。由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算（1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。（2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。解：（1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。（2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？解：由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版)

第八章课堂练习： 1、吸收操作的基本依据是什么？答：混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么：对被分离组分溶解度高，对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低，难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递；压力低，温度高，将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统，当总压增加时，亨利常数E不变，H 不变，相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2，过程属于（B ） A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力（C）液膜阻力A、大于B、等于C、小于２、溶解度很大的气体，属于气膜控制３、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时，则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大，则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG，当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性，传质单元数NOG表征了（分离任务的难易）特性。 3、吸收因子A的定义式为L/（Gm），它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时，塔高H=∞，则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量，操作线的斜率增大，吸收推动力增大，则操作线向（远离）平衡线的方向偏移。 6、液气比低于（L/G）min时，吸收操作能否进行？能此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中，若其他操作条件不变而系统温度增加，则塔的气相总传质单元高度HOG将↑，总传质单元数NOG 将↓，操作线斜率（L/G）将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率↑，出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中，吸收过程为气膜控制，若进塔液体组成x2增大，其它条件不变，则气相总传质单元高度将（ A ）。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大吸收小结： 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系；E值随物系的特性及温度而异，单位与压强的单位一致；m与物系特性、温度、压力有关（无因次） 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程（并、逆流时）及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值，出塔液体有一最大值，及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高，有利于吸收减压和升温溶解度低，有利于解吸

化工原理课后答案

3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～

化工原理课后答案

3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=,R=。试计算容器中液面上方的表压。解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～

化工原理课后习题解答

化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.）第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7

至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间

化工原理下册课后思考题答案

第六章传热问题1.传热过程有哪三种基本方式答1．直接接触式、间壁式、蓄热式。问题2.传热按机理分为哪几种答2．传导、对流、热辐射。问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3．与物态、温度有关。问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4．流动流体的载热。问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5．加热面在下，制冷面在上。问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6．过热度、汽化核心。问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7．核状沸腾状态。以免设备烧毁。问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8．改善加热表面，提供更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂，降低表面张力。问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9．避免其积累，提高α。问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式答10．因Q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11．温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数答12．①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现，陶壶内的水温下降比银壶中的快，这是为什么答13．陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么答14．该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些答15．K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变；管、壳程均为单程。问题16.一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。若现欲增加50%的油处理量，有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行答16．可行。问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流并流适用于哪些情况答17．逆流推动力Δtm大，载热体用量少。热敏物料加热，控制壁温以免过高。问题18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个答18．传热基本方程，热量衡算式，带有温变速率的热量衡算式。问题19.在换热器设计计算时，为什么要限制Ψ大于答19．当Ψ≤时，温差推动力损失太大，Δtm小，所需A变大，设备费用增加。第七章蒸发问题1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些答1．溶质常析出在加热面上形成垢层；热敏性物质停留时间不得过长；与其它单元操作相比节能更重要。问题2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪降低单程汽化率的目的是什么答2.不仅提高α，更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。问题3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域答3.因该区域的给热系数α最大。

化工原理课后答案

第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误：（1）n没有计入（2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择：为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力

化工原理课后习题答案详解第四章.doc

第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。解：根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。解：质量分数的定义为

4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积。求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。解：根据定义

当时 4.460 ?C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 ?C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。解：质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为

根据Raoult定律 4.580 ?C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 ?C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。解：根据Raoult定律 4.6在18 ?C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 ?C下的体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为：，

化工原理(下)练习题

化工原理（下）练习题一、填空 1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于；平衡蒸馏（闪蒸）与简单蒸馏（微分蒸馏）的区别是。 2. 双组分精馏，相对挥发度的定义为α＝___ ____，其值越表明两组分越。α＝1时，则两组分。 3.精馏的原理是，实现精馏操作的必要条件是和。 4.精馏计算中，q值的含义是___ ______，其它条件不变的情况下q值越_______表明精馏段理论塔板数越，q线方程的斜率(一般)越。当泡点进料时，q＝，q线方程的斜率＝。 5.最小回流比是指，适宜回流比通常取为倍最小回流比。 6. ____ 操作条件下，精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。此时传质推动力，所需理论塔板数。 7.精馏塔进料可能有种不同的热状况，对于泡点和露点进料，其进料热状况参数q值分别为和。 8. 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度，液相组成气相组成。 9. 精馏塔进料可能有种不同的热状况，当进料为气液混合物且气液摩尔比为2 : 3时，则进料热状况参数q值为。 10. 对一定组成的二元体系，精馏压力越大，则相对挥发度，塔操作温度，从平衡角度分析对该分离过程。 11．板式精馏塔的操作中，上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要，适宜的孔速会使汽液两相充分混合，稳定地传质、传热；孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生，其中当孔速

过低时可导致_________，而孔速过高时又可能导致________。 12. 对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为___________; 对饱和空气则有____ _____。 13. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为，根据α的大小，可以用来，若α=1，则表示。14.吸收操作是依据，以达到分离混合物的目的。 15.若溶质在气相中的组成以分压p、液相中的组成以摩尔分数x表示，则亨利定律的表达式为，E称为，若E值很大，说明该气体为气体。 16.对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将，相平衡常数m 将，溶解度系数H将。在吸收过程中，K Y和k Y是以和为推动力的吸收系数，它们的单位是。 17含低浓度难溶气体的混合气，在逆流填料吸收塔内进行吸收操作，传质阻力主要存在于中；若增大液相湍动程度，则气相总体积吸收系数K Y a值将；若增加吸收剂的用量，其他操作条件不变，则气体出塔浓度Y2将，溶质A的吸收率将；若系统的总压强升高，则亨利系数E将，相平衡常数m 将。 18.亨利定律表达式p*＝E x，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为气体。 19．吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率，吸收推动力。20．双膜理论是将整个相际传质过程简化为。21. 脱吸因数S可表示为，它在Y—X图上的几何意义是。若分别以S1、S2，S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1 S2 S3。 22.不饱和湿空气预热可提高载湿的能力，此时H ，t ，φ，传热传质推动力。

化工原理上册课后习题及答案

第一章：流体流动二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的 f h 与2 u 成正比？光滑管流动时的摩擦损失 f h 与u 的几次方成正比？ 1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当 1-1附图

化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图资料

化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答（夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.）第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。

以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0

化工原理课后习题答案

化工原理课后习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

第七章吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积mol cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=

化工原理下册练习题答案

精馏练习一．选择题 1．蒸馏是利用各组分（）不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度； B 等规度； C 挥发度； D 调和度。 2．在二元混合液中，沸点低的组分称为（）组分。 C A 可挥发； B 不挥发； C 易挥发； D 难挥发。 3．（）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流； B 进料； C 侧线抽出； D 产品提纯。 4．在（）中溶液部分气化而产生上升蒸气，是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少条件。 C A 冷凝器； B 蒸发器； C 再沸器； D 换热器。 5．再沸器的作用是提供一定量的（）流。 D A 上升物料； B 上升组分； C 上升产品； D 上升蒸气。 6．冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相； B 塔顶液相； C 塔底气相； D 塔底液相。 7．冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。 B A 气相； B 液相； C 固相； D 混合相。 8．在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。 C A 浮阀板； B 喷射板； C 加料板； D 分离板。 9．在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（）。 B A 精馏段； B 提馏段； C 进料段； D 混合段。 10．某二元混合物，进料量为100 kmol/h ，x F = 0.6，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为（）。 B A 60 kmol/h ； B 66.7 kmol/h ； C 90 kmol/h ； D 100 kmol/h 。 11．精馏分离某二元混合物，规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时，其相应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时，则（）。 A A ．2min 1min R R <； B ．2min 1min R R =； C ．2min 1min R R >； D ．min R 的大小无法确定 12．精馏的操作线为直线，主要是因为（）。 D A ．理论板假定； C. 理想物系； B ．塔顶泡点回流； D. 恒摩尔流假定 13．某二元理想物系，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ，气相组成3.0=A y 时相应的露点为2t ，则（） B A ．21t t =； B ．21t t <； C ．21t t >； D ．无法判断 14．某二元理想物系，其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（）。 A

天津大学化工原理(第二版)上册课后习题答案

天津大学化工原理（第二版）上册课后习题答案 -大学课后习题解答之化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 09化工2班制作 QQ972289312 绪论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。水的黏度μ= g/(cm·s) 密度ρ= kgf ?s2/m4 某物质的比热容CP= BTU/(lb·℉) 传质系数KG= kmol/(m2?h?atm) 表面张力σ=74 dyn/cm 导热系数λ=1 kcal/(m?h?℃) 解：本题为物理量的单位换算。水的黏度基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g，1 m=100 cm ??10?4kg?m?s???10?4Pa?s ?????则????cm?s??1000g??1m?密度基本物理量的换算关系为 1 kgf= N，1 N=1 kg?m/s2 ?g??1kg??100cm??kgf?s2????1kg?ms2?3???1350kgm??????4则 ?m??1kgf??1N?从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ，l b= kg 1oF?5oC

9 1 则 ?BTU????1lb??1?F?cp????1BTU????59?C???kg??C? lb?F????????传质系数基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s，1 atm= kPa 则 ?kmol??1h??1atm?KG??2??10?5kmol?m2?s?kPa? ??????m?h?atm??3600s???表面张力基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 ?dyn??1?10N??100cm???74???10?2Nm ??????cm??1dyn??1m?导热系数基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J，1 h=3600 s 则 3?kcall???10J??1h???1?2???????m?s??C???m??C? 1kcal3600s?m?h??C??????52．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 HE???10?4G?????BC13??L?L 式中 HE—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2?h)； D—塔径，ft； Z0—每段填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL —液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3

化工原理下(天津大学版)_习题答案

第五章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃）80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。以t = 80.1℃为例x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃

2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。温度C5H12223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时P B* = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A*(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B*(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时x = (P-P B*)/(P A*-P B*)

化工原理课后习题解答

6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920㎏／ｍ 3 ,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300 ｍｍ，两扩大室的内径D 均为60 ｍｍ，Ｕ管内径ｄ为 6 ｍｍ。当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面，对于Ｕ管左边ｐ表 + ρ油g(h1+R) = Ｐ1 对于Ｕ管右边Ｐ2 = ρ水gR + ρ油gh2 ｐ表 =ρ水gR + ρ油gh2 -ρ油g(h1+R) =ρ水gR - ρ油gR +ρ油g（h2-h1）当ｐ表= 0时，扩大室液面平齐即π（D/2）2（h2-h1）= π（d/2）2R h2-h1 = 3 mm ｐ表= 2.57×102Pa

10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑ｈf,1=2u2，∑h f,2=10u2 计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速ｍ/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。试求泵的有效功率。分析：此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理，从槽面到真空表段的吸入管和从真空表到排出口段的排出管，在两段分别列柏努力方程。解：总能量损失∑hf=∑hf+，1∑hf，2 u1=u2=u=2u2+10u2=12u2 在截面与真空表处取截面作方程： z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+∑hf，1 （ P0-P1）/ρ= z1g+u2/2 +∑hf，1 ∴u=2m/s ∴ w s=uAρ=7.9kg/s

化工原理-吸收课后答案

第二章吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** * *== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与

空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110 O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈