文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 化工原理计算题答案

化工原理计算题答案

4.有一连续干燥器在常压下,生产能力为1000(以干燥产品计),物料水分由降为(均为湿基),空气的初时温度为,湿度为,经预热器后升温至,干燥器出口废气为,设空气在干燥器进出口处焓值相等。(初时空气的湿比容)。问:在图上表示空气状态变化?空气用量(单位为,初始状态下)为多少?

解:(1)如图所示: (2)

kg kg H /02.02=

除去水分量:

故绝干空气用量为:

H 2

C

B I I =2

2249245)88.101.1(01.0249270)01.088.101.1(H H +?+=?+??+h

kg w w w G W /3.10212

.0103

.012.010*******=--?=--=H 0

空气用量为:

6. 氨气(A )与氮气(B )在一等径管两端相互扩散,管子各处的温度均为K 298、总压均为Pa 510013.1?。在端点1处,氨气的摩尔分率15.01=A y ;在端点2处,06.02=A y ,

1、2

之间的距离为

1m 。已知此时

s m D AB /103.225-?=。试求A 组分的传质通量,并求出

A 组分的浓度分布。

解:由于管中各处的温度、压力均匀,因此若有1mol A 从点1扩散到点2,则必有1mol B 从点2扩散到点1,否则就不能维持总压恒定。该题属于等摩尔反向扩散。

)()()()(12211211z z RT y y P D z z RT p p D N A A AB A A AB A --=

--=

)/(1046.8)

01(2988314)

06.015.0(10013.1103.22855s m kmol N A ??=-??-???=--

现在来求A 组分的浓度分布:

)(B A A A

AB

A N N y dz

dy CD N ++-= 由于B A N N -=,故 dz dy CD N A

AB

A

-=

h

kg H H W L /1023001

.002.03

.10202=-=-=干h

m L H /8770857.0102303

=?=ν干

对于等截面稳定扩散过程,A N 为常数,对上式微分,得:

022

=dz

y d A

从而 2

1C z C y A += 21,C C 为积分常数 根据边界条件,06.0,1;15.0,0====A A y z y z ,A 组分的浓度分布为:

15.009.0+-=z y A

7. 在温度C 25、总压

Pa 510013.1?下,用水吸收空气中的氨(A )。气相主体含氨%10(摩尔分率,下同)。由于水中氨的浓度很低,其平衡分压可取为零。若氨在气相中的扩散阻力相当于mm 2厚的停滞气层,求吸收的

传质通量A N 。若吸收在

C 35进行,其余不变,则结果如何?已知

C

25时扩散系数

s m D /1028.22

5

-?=。

解:

(1)本题属于等截面单向扩散,

)

()(2112A A Bm

AB A p p p P

z z RT D N --=

C 25时,m z z 002.012=-,s m

D /1028.225-?=,

K T

298=,Pa P 5

10013.1?=

Pa p A 551

101013.010013.110.0?=??=

Pa p B 551109117.010013.1)10.01(?=??-=

02=A p , Pa p B 5

2

10013.1?= 5

551212109615.0)

9117.0/013.1ln(109117.010013.1)/ln(?=?-?=-=B B B B Bm

p p p p p

漂流因子

054.110

9615.010013.15

5

=??=Bm p P

)

/(1091.4)0101013.0(054.1002

.029*********.22555

s m kmol N A ??=-??????=--

(2)若吸收在

C 35下进行, 由于:75

.11221

12???

? ?????? ??=T T P

P D D ,

因此,75

.0)/(T T N N A

A '?=' )/(1003.5)298/308(1091.42

575.05s m kmol N A

??=??='--

8. 在常压逆流接触的填料塔内,用纯溶剂S 吸收混合气中的可容组分A 。入塔气体中A 的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因素为1,物系服从亨利定律,与入塔气体相平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算:

(1)操作液气比为最小液气比的倍数;

(2)出塔液体的浓度。 解:

(1)属于低浓度气体的吸收

0015.0%)951(03.0)1(=-?=-=ηb a y y

由平衡关系mx y =*

可得到m y x =*

,103.003.0*===b b x y m

操作条件下的液气比:

11

1

===S m G L

最小液气比:95.0*min =--=???

??a

b a b x x y y G L , ()05.195

.01

//min ==G L G L

(2)0015.000

.10015

.003.0/=+-=+-=a a b b x G L y y x

9.

一逆流操作的常压填料吸收塔,拟用清水吸收混合气所含的少量溶质。入塔气体中含溶质1%(体积分率),经吸收后要求溶质被回收80%,此时水的用量为最小用量的1.5倍,平衡线的关系为y=x ,气相总传质单元高度为1.2m ,试求所需填料层的高度。

解:由最小的液气比入手,通过计算出实际的液气比,找到脱吸因素,计算出传质单元数,最后确定整个塔高。

(1)平均推动力法

首先需要求出吸收剂出塔时的浓度x b ,由全塔物料衡算:

塔高:

002

.0%)801(01.0)1(=-?=-=ηb a y y 8.00101.0002.001.0*

min =--=--=--=??? ??a

b a b a

b a b x m

y y y x x y y G L

00667

.002

.1002.001.0/=+-=+-=a a b b x G L y y x 2.18.05.15.1min

=?=???

??=G L G L 00333

.000667.0101.0=?-=-=?b b b mx y y 002

.001002.0=?-=-=?a a a mx y y 00261

.0ln =???-?=?a

b a

b m y y y y y 065.300261

.0002.001.0=-=?-=m a b OG

y y y N m

N H h OG OG 7.3065.32.1=?=?=

(2)吸收因数法

此时塔高:

10.有一精馏塔,已知97.0=D

x (摩尔分率),回流率R =

2,平衡关系α=2.4,塔顶全凝器D=100kmol/h ,求塔顶第二快板上升的气量V 及组成和下降的液量及组成。 解:

2==D

L

R

精馏塔的相平衡方程:

n

n

n n n x x x x y 4.114.2)1(1+=

-+=αα (1)

精馏塔的操作线方程:

34.03

2

111

+=+++=+n D n n x R x x R R y (2) 97.01==D x y ,由(1)式得: 93.01=x

把93.01

=x 代入(2)式得: 94.02=y

833

.02

.11===L mG S 06.3)1(ln 11=??

????+----=S mx y mx y S S N a a a b OG

m

N H h OG OG 7.306.32.1=?=?=h kmol D L /2002==h

kmol D L V /300=+=

把 94.02=y 再代入(1)式得:

87.02=x

11.将含24%的易挥发组分某混合液送入连续精馏塔,溜出液含易挥发组分95%,残液中含3%易挥发组分(均为mol 分率),塔顶蒸汽量为850kmol/h ,回流量为670 kmol/h ,塔顶为全凝器,泡点回流。求塔顶回收率及精操线和提操线方程。 解:已知 24.0=F x 95.0=D x 03.0=W x

h kmol V

/850= h kmol L /670=

(1)塔顶

由物料衡算方程:

(2)精操线

D L V += h kmol L V D /180670850=-=-=

F

D

Fx Dx =

ηF

D W D W F x x W

x x F x x D -=

-=-2283.003

.095.003

.024.0=--=--=W D W F x x x x F D %4.9024

.095.02283.0===F D Fx Dx ηD n n x R x R R y 1

1

11+++=+72.3180

670===D L R 201

.0788.095.01

72.31

172.372.31+=+++=+n n n x x y

(3)提操线

1=q 提操线方程:

12.某精馏塔分离A,B 混合液,进塔物料含易挥发组分A 为50%(摩尔分率)的饱和蒸汽,处理量为100kmol/h ,塔顶D=50kmol/h,精操线方程为15.0833.01+=+n n x y ,间歇蒸汽加热,全冷凝。求:(1)x D ,x W ;(2)V,V /

;(3)

提操线方程。

解:(1)由精操线方程得

833.01=+R R

5=R

15.01

=+R x D

, 90.0=D x

, 由 w m

m x W

qF L W x W qF L qF L y -+--++=+''12283

.0=F

D

h kmol D F /44.7882283.01802283.0===5.6084.78867003

.05.608'5.6084.7886704.788670'1-+?-

-++=+m m x y 02.0'716.1'1-=+m m x y h

kmol D F W /5.60818044.788=-=-=W D F +=h

hmol D F W /5050100=-=-=W

D F Wx Dx Fx +=1

.050

9

.0505.0100=?-?=-=W Dx Fx x D F W

(2)30050505=+?=+=+=D RD D L V

F q V

V )1(--=' 饱和蒸汽进料,0=q

200100300)1(=-=--='F q V V

(3)

13、 一单效蒸发器需将2000 kg/h 的Na0H 水溶液由15%(质量浓度,下同)浓缩至25%。已知蒸发压力为1atm(绝对),蒸发器内溶液沸点为1130

C ,加热蒸汽压力为392KN/m 2

(绝压)。试计算在200

C ;沸点;1300

C 进料情况下加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。

解:蒸发器内溶液的蒸发量可通过物料衡算得:

w

m m x W

qF L W

x W qF L qF L y -+--++=+''1w m w m m x W

L W x W L L x V W x V L y -'--''='-'''=+''12001.050'50250250'1?--='-'''=+m m m x V W x V L y 025.025.1'1-'=+m

m x y h

hmol DR L qF L L /250===+=

'

h kg x x F W /800)25

15

1(2000)1(10=-?=-=

加热蒸汽消耗量D 可通过热量衡算得:

r Fh H W h W F D /])[(01-'+-=

查表392KN/m 2

(绝压)加热蒸汽的潜热 kg kj r

/2140=

蒸发室压力(1atm )下二次蒸汽的热焓 kg kj H /2675=' 完成液(1130

C ,25%NaoH )的热焓 kg kJ h /4101

=

料液(200

C ,15% NaoH )的热焓kg kj h /650=

h kg D /11702140

6520002675800410)8002000(=?-?+?-=

46.1800

1170==W D 同理可得料液于沸点进料时 D=835kg/h, D/W=1.04 料液于1300

C 进料时 D=778kg/h, D/W=0.97

上述计算表明,随桌进料温度的增加,加热蒸汽的消耗量不断减少,单位蒸汽消耗量也减少。

化工原理复习资料选择及计算题---答案
化工原理复习资料选择及计算题---答案_工学_高等教育_教育专区。化工原理复习基...
化工原理计算练习题(含答案)
化工原理计算练习题(含答案)_理学_高等教育_教育专区。1.将浓度为 95%的硝...
化工原理II》计算试题_答案_理学_高等教育_教育专区。石油大学(北京)化工学院 化工原理(下册)题库 三、 计算题 1、(15 分)在一直径为 1.2m 的 Mellepak......
化工原理习题答案
化工原理习 题答案 22 绪论【0-1】 1m3 水中溶 解 0.05kmo l...
化工原理复习 选择及计算题 答案
化工原理复习 选择及计算题 答案_理学_高等教育_教育专区。第一章 流体流动与输...
化工原理复习选择及计算题答案
化工原理复习选择及计 算题答案文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO...
化工原理练习习题及答案
化工原理练习习题及答案_理学_高等教育_教育专区。CHAPTER1 流体流动 一...
化工原理复习选择及计算题答案
化工原理复习选择及计算题答案_理学_高等教育_教育专区。第一章 流体流动与输送机...
2011复习化工原理计算题答案
2011复习化工原理计算题答案_理学_高等教育_教育专区。一、计算题 1 拟...
(完整版)化工原理复习题及习题答案
(完整版)化工原理复习题及习题答案_理学_高等教育_教育专区 人阅读|次下载 (完整版)化工原理复习题及习题答案_理学_高等教育_教育专区。精品文档就在这里 ---......
《000化工原理II》计算试题_答案[11]_理学_高等教育_教育专区。计算题 1、(15 分)在一直径为 1.2m 的 Mellepak 250Y 规整填料吸收塔中,用清水吸收空气......
化工原理I》计算试题_答案_其它_职业教育_教育专区。1. (20 分)如图所...
化工原理(上册)练习题 (含答案)
化工原理(上册)练习题 (含答案)_理学_高等教育_教育专区。流体流动 一、单选...
化工原理习题(含答案)
化工原理习题(含答案)_理学_高等教育_教育专区。. ·流体流动部分 1.某储油...
化工原理II》计算试题_答案。北京石油大学专业课 石油大学(北京) 石油大学(北京)化工学院 化工原理(下册) 化工原理(下册)题库 三、 计算题 1、 (15 分)在......
化工原理上册练习题含答案
化工原理(上册)练习题 (含答案) 流体流动 一、单选题 3.层流与湍流的本质区...
化工原理复习题及答案
化工原理复习题及答案_工学_高等教育_教育专区。1. 某精馏塔的设计任务为:原料...
化工原理复习题 及习题答案
化工原理(上)复习题及答案 一、填空题 1. 在阻力平方区内,摩擦系数λ与( 相...
化工原理习题(含答案)
化工原理习题(含答案)_语文_高中教育_教育专区。·流体流动部分 1.某储油罐中...