《化工原理II》计算试题

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化工原理第二版习题答案

化工原理第二版习题答案

化工原理第二版习题答案化工原理第二版习题答案化工原理是化学工程专业的一门重要基础课程,它涉及到化学反应、质量平衡、能量平衡等方面的知识。

而习题是学习化工原理的重要方式之一,通过解答习题可以加深对知识的理解和掌握。

本文将为大家提供化工原理第二版习题的详细答案,希望能够对大家的学习有所帮助。

1. 题目:给出一个化学反应的平衡方程:2A + 3B → C + 4D。

已知在某一反应条件下,A的初始浓度为1mol/L,B的初始浓度为2mol/L,C和D的初始浓度均为0。

求在该反应条件下,C和D的最终浓度。

答案:根据平衡常数的定义,可以得到反应的平衡常数K为:K = [C][D]^4 / [A]^2[B]^3。

根据题目中给出的初始浓度,可以得到:[A] = 1mol/L,[B] =2mol/L,[C] = 0,[D] = 0。

代入平衡常数的定义式中,可以得到:K = 0 / (1^2 * 2^3) = 0。

由于K = 0,可以得知在该反应条件下,C和D的最终浓度均为0。

2. 题目:在一个封闭的容器中,有2mol的A和3mol的B。

经过一段时间后,A的浓度减少了1mol/L,B的浓度增加了2mol/L。

求该反应的平衡常数K。

答案:根据平衡常数的定义,可以得到反应的平衡常数K为:K = [C][D]^4 / [A]^2[B]^3。

根据题目中给出的初始浓度和最终浓度变化,可以得到:[A]初始= 2mol/L,[A]最终 = 1mol/L,[B]初始 = 3mol/L,[B]最终 = 5mol/L,[C] = 0,[D] = 0。

代入平衡常数的定义式中,可以得到:K = 0 / (1^2 * 5^3) = 0。

由于K = 0,可以得知该反应的平衡常数为0。

3. 题目:一个反应的平衡常数K为0.5,初始时反应物A的浓度为2mol/L,B的浓度为4mol/L,产物C的浓度为1mol/L,D的浓度为2mol/L。

求该反应的最终浓度。

化工原理第二章习题及答案

化工原理第二章习题及答案

化工原理第二章习题及答案1. 有一气缸,内径为100mm,在一个压力器中充入25升压缩空气(压力为2.5MPa),用这个压缩空气推动空气缸推出500mm,求气缸推力和机械效率。

解答:气缸推力的计算公式为:F=P*A 其中,P为气缸内气压力,A为气缸有效面积。

首先,需要根据气缸内径计算出气缸有效面积。

气缸有效面积的计算公式为:A=π*(D^2 - d^2)/4 其中,D为气缸外径,d为气缸内径。

根据气缸内径100mm可得:D=100mm+(2×5mm)=110mm由此可得气缸有效面积:A=π*(1102-1002)/4=0.00813m^2因此,气缸推力为:F=2.5×0.00813=0.02033MN其次,需要根据机械原理计算气缸的机械效率。

气缸的机械效率为:η=F_load/F_in 其中,F_load为气缸的推力,F_in为压缩空气所做的功。

压缩空气所做的功为:W=P_1V_1ln(P_2/P_1) 其中,P_1为压缩前的气压,V_1为压缩前的容积,P_2为压缩后的气压。

压缩空气所做的功为:W=2.5×25×10^-3×ln(0.1/2.5)=-0.621J因此,气缸的机械效率为:η=0.02033/(-0.621)= -0.0327答案:气缸推力为0.02033MN,机械效率为-0.0327。

2. 在一艘船上,柴油机每小时消耗燃油1000升,每升燃油能释放38000J的热量,求柴油机的功率。

解答:柴油机的功率可以通过燃烧的热量和时间来计算。

柴油机的功率公式为:P=W/t=Q/t 其中,W为做功的量,t为做功的时间,Q为燃料燃烧所释放的热量。

柴油机燃料燃烧释放的热量为:Q=m_fuel * Q_fuel 其中,m_fuel为燃料质量,Q_fuel为燃料单位质量的燃烧热量。

每小时柴油机消耗的燃油量为:m_fuel = 1000kg/小时每升燃油能释放的热量为:Q_fuel = 38000J/升因此,柴油机燃料燃烧释放的热量为:Q = 1000 × 38000=3.8×10^7J/小时假设柴油机每小时工作3600秒,则计算柴油机的功率为:P = Q/t =3.8×10^7/3600 ≈ 10556W答案:柴油机的功率约为10556W。

化工原理II试题

化工原理II试题

一、填空题:1.( 2分)在常压下,20℃时氨在空气中的分压为114mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率y=________,比摩尔分率Y=_______.***答案***0.15 0.1762. ( 3分)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____,对分离______。

***答案***越小越高越不利3. ( 2分)全回流时,达到一定的分离要求所需的理论板数________;最小回流比时,所需的理论板数_________。

***答案***最少;无限多4. ( 2分)某精馏塔的理论塔板数为17块(包塔釜)其全塔效率为0.5,则实际板数为()块。

***答案***325.( 2分) 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。

***答案***大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。

6.( 3分)吸收过程主要用于三个方面:__________,___________,_________.***答案***制备产品分离气体混合物除去气体中的有害组分7. ( 2分) 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间的关系是______________。

***答案***t>t w>t d8.( 2分) 吸收中,温度不变,压力增大,可使相平衡常数_____(增大,减小,不变),传质推动力___(增大,减小,不变)。

***答案*** 减小增大9.( 2分) 溶解度很大的气体,吸收时属于____控制,强化吸收的手段是__________________。

***答案***气膜,增大气相侧的传质分系数。

10.( 2分)相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时,表示该空气为___________。

***答案***小;绝干空气11.( 8分) 某沸点进料的连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,提馏段操作线方程为y=1.2x-0.017,则回流比R=_______,馏出液组成x=__________,原料组成x=_________.釜液组成x=_________.***答案***4 0.86 0.5514 0.085二、选择题:1.( 3分)某塔的精馏段操作线方程为y=0.667X+0.32, 则馏出液组成为()。

化工原理(第二练习题及答案_上册.docx

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化工原理(第二版)练习题第一章流体流动习题一、概念题1.某封闭容器内盛有水,水面上方压强为P0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计,其读数分别为R1、R2和R3,试判断:1)R1 _______ R2(>,<,=);2) R3 ______ 0 (>, <,=);3)若水面压强°。

增大,则Ri________ R2 ______ R3_____ 有何变化?(变大、2.如图所示,水从内径为力的管段流向内径为管段,已知〃2=屁1, di管段流体流动的速度头为0.8m,hi=0.7m,忽略流经AB段的能量损失,W'J h2=—m,h3= ____ m o3.如图所示,管中水的流向为A-B,流经AB段的能量损失可忽略,则刃与P2的关系为________ °4)P]〉P2 B)p[ > p2 + 0.5/71 C)> P2 -0.5m D)p x < p24. ________________________________________________________ 圆形直管内,内一定,设计时若将d增加一倍,则层流时〃是原值的_________________ 倍,高度湍流时,如是原值的_________ 倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。

5.某水平直管中,输水时流量为Vs,今改为输2乂的有机物,且〃水,水,设两种输液下,流体均处于高度湍流状态,则阻力损失为水的倍;管路两端压差为水的_________ 倍。

6.已知图示均匀直管管路中输送水,在A、B两测压点间装一U形管压差计, 指示液为水银,读数为R (图示为正)。

则:1)R 0 (>,=, <)2)A、B两点的压差勺= ________ Pa。

QRg(Pi - P)B)RgS - p) + pgh C)pgh-RgS- p) D)Rg(Pi- p)- pgh3)流体流经A、B点间的阻力损失好为__________ J/kg。

化工原理第二版下册答案(题目已筛选)

化工原理第二版下册答案(题目已筛选)

气体吸收1. 在温度为40 ℃、压力为 kPa 的条件下,测得溶液上方氨的平衡分压为 kPa时,氨在水中的溶解度为 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。

试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。

解:水溶液中氨的摩尔分数为76.6170.07576.610001718x ==+由 *p Ex = 亨利系数为 *15.0kPa 200.00.075p E x ===kPa 相平衡常数为t 200.0 1.974101.3E m p === 由于氨水的浓度较低,溶液的密度可按纯水的密度计算。

40 ℃时水的密度为 992.2ρ=kg/m 3溶解度系数为kPa)kmol/(m 2760kPa)kmol/(m 180200299233S⋅=⋅⨯==...EM H ρ3. 在总压为 kPa 的条件下,采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。

测得在塔的某一截面上,氨的气、液相组成分别为0.032y =、31.06koml/m c =。

气膜吸收系数kG=×10-6 kmol/(m2·s ·kPa),液膜吸收系数kL=×10-4 m/s 。

假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,溶解度系数H = kmol/(m3·kPa)。

(1)试计算以p ∆、c ∆表示的总推动力和相应的总吸收系数; (2)试分析该过程的控制因素。

解:(1) 以气相分压差表示的总推动力为t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ∆=-=-=⨯-=kPa其对应的总吸收系数为246G L G 11111()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210K Hk k --=+=+⋅⋅⨯⨯⨯35252(8.89910 1.92310)(m s Pa)/kmol 2.01210(m s Pa)/kmol =⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅6G 1097.4-⨯=K kmol/(m2·s ·kPa)以液相组成差表示的总推动力为33*(110.50.0320.725 1.06)kmol/m 1.504kmol/m c c c pH c ∆=-=-=⨯⨯-= 其对应的总吸收系数为m/s10855.6m/s 102.5725.01055.11111664G L L ---⨯=⨯+⨯=+=k H k K (2)吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为%58.95%100102.51097.4/1/166G G G G =⨯⨯⨯==--k K K k气膜阻力占总阻力的绝大部分,故该吸收过程为气膜控制。

《化工原理II》计算试题

《化工原理II》计算试题

石油大学(北京)化工学院化工原理(下册)题库二、计算题1、(15分)在一直径为1.2m 的Mellepak 250Y 规整填料吸收塔中,用清水吸收空气混合气中的SO 2。

吸收塔操作总压为101.3kpa, 温度为20 o C ,入塔混合气的流量为1000m 3/h, SO 2的摩尔分率为0.09,要求SO 2的回收率不低于98%,采用其汽相总体积传质系K Y a=0.0524 kmol/(m.s)。

该体系的相平衡方程为:y e =3.3x 。

试求:(1)推导传质单元数计算方程;(2)试证明:()ηm VL =m in 成立,其中η为溶质的吸收率,m 为相平衡常数; (3)最小溶剂用量,kgmol/h ;(4)若实际溶剂用量为最小溶剂量的1.2倍,计算出塔水中SO 2浓度(摩尔分率);(5)计算传质单元数,传质单元高度及完成该分离任务所需的填料高度。

2、(15分)一座油吸收煤气中苯的吸收塔,已知煤气流量为2240(NM 3/hr ),入塔气中含苯4%,出塔气中含苯0.8%(以上均为体积分率),进塔油不含苯,取L=1.4 Lmin,已知该体系相平衡关系为:Y*=0.126X ,试求:(1) 溶质吸收率η(2)Lmin 及L (kmol/h)(3)求出塔组成X b (kmol 苯/kmol 油)(4)求该吸收过程的对数平均推动力∆Y m(5)用解析法求N OG ;(6)为了增大该塔液体喷淋量。

采用部分循环流程,在保证原吸收率的情况下,最大循环量L ’为多少,并画出无部分循环和有部分循环时两种情况下的操作线。

3、(20分)在一座逆流操作的低浓度气体填料吸收塔中,用纯矿物油吸收混合气中的溶质,已知进口混合气中溶质的含量为0.015(摩尔分率),吸收率为85%,操作条件下的平衡关系Y*=0.5X 。

试求:(1)出口矿物油中溶质的最大浓度和最小液气比;(2)取吸收剂用量为最小溶剂用量的3倍时,用解析法求N OG ;(3)求该吸收过程的气相总对数平均传质推动力∆Ym ;(4)气体总传质单元高度为1m 时,求填料层高度;(5)为了增大该塔液体喷淋量,采用出塔液体部分循环流程。

化工原理第二版习题答案

化工原理第二版习题答案

化工原理第二版习题答案化工原理是一门研究化工生产过程中物质转化和能量转换规律的学科,它涉及到化学工程、物理化学、流体力学、热力学等多个领域。

第二版的习题答案在帮助学生巩固理论知识和提高解题技巧方面发挥着重要作用。

以下是一些习题答案的示例:习题1:流体力学基础问题:求在管道中流动的水的流速,已知管道直径为0.1米,流量为0.02立方米/秒。

答案:首先,我们使用连续性方程来计算流速。

连续性方程为 Q = A * v,其中 Q 是流量,A 是管道横截面积,v 是流速。

对于圆管,横截面积A = π * (d/2)^2,其中 d 是管道直径。

代入已知数值,我们得到:\[ A = π * (0.1 / 2)^2 = 0.00785 \, \text{平方米} \]\[ v = \frac{Q}{A} = \frac{0.02}{0.00785} \approx 2.547 \,\text{米/秒} \]所以,水的流速大约是2.547米/秒。

习题2:传热过程问题:一个长直管的外壁温度为100°C,内壁温度为50°C,热流密度为1000 W/m²。

求该管壁的热导率。

答案:使用傅里叶定律来解决这个问题,公式为 q = -k * (dT/dx),其中 q 是热流密度,k 是热导率,dT/dx 是温度梯度。

由于是长直管,我们可以假设温度梯度是线性的,并且只在一个方向上变化。

设管壁厚度为 L,内外壁温差为ΔT,那么温度梯度为ΔT/L。

代入公式得:\[ 1000 = -k * \frac{100 - 50}{L} \]\[ k = \frac{1000 * L}{50} \]如果知道管壁的厚度 L,就可以直接计算出热导率 k。

习题3:化学反应工程问题:在一个理想CSTR(连续搅拌槽反应器)中,A和B发生反应生成C,反应速率为 r = k * [A]^m * [B]^n。

已知初始浓度 [A]₀ = 1 mol/L,[B]₀ = 2 mol/L,反应速率常数k = 0.1 L/(mol·s),m = 1,n = 1。

化工原理试卷2答案.doc

化工原理试卷2答案.doc

1、 395mmHg>2105mmHg 3、A 4、C 5、B 8、C 9、C 10、C(1)整个管路的阻力损失,J/kg; 其中, £加=135.1 J /kg, Un~ Pi= Po=O (表压), HE, H 二20m 故 N e = W, x W, = 1381.5iv , 4=80%, N = = 1727w = 1.727bv 2、增加、降低3、降低、减小、降低、增加4、Ri >R 2> &、 Qi = Qz = Q 3 5、传导、 Qt 对流、辐射、、dQ = —Ads — dn 6、传质单元高度、 传质单元数7、双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论de 8、J A =-D AB —、增大、减小9、气膜控制,约100%、易10、增大、平衡线、增多 dz 〃、愈大、愈大、先减小后增大的过程一、选择题:(每题2分,共20分)1, A2、B 6, A 7、 A 三、计算题: (26 分)1、解:由题意知, =2.12m/s x0.052 x-) 4则 Z/) =/1・CU = O .O 3X 122_X 炎二= 135.1"耘 d 2 0.05 2(2)泵轴功率,kw ;在贮槽液面0-0'与高位槽液面IT'间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有:代入方程得: = gH =9.81x20 + 135.1 = 331.3//危W =Vo = x 1000 = 4.11kg / s 3600(12分)2、解: 解:首先将此气液相组成换算为y 与x 。

NH3的摩尔质量为17kg/kmol,溶液的量为15kgNH3与1000kg 水之和。

故 n A n A15/17x =—=——-—= ------------------ =0.0156n n A +n R 15/17 +1000/18 A D * = 4 = 2.266 = o.O224 P 101.325化工原理试卷2答案二、填空题:(每空1分, 共30分)=4.713 左g/sm = 2: =些= 1.436x 0.0156由式(6-11) E=F • m=101.325XI.436=145.5kPa或者山式(6-1) E = £±= 2266 =145.3kPa x 0.0156溶剂水的密度P s =1000kg/m 3,摩尔质量M s =18kg/kmol,由式(6-10)计算H H a Ps = —_ = o 382kmol/ (m 3 • kPa) EM s 145.3x18H 值也可直接由式6-2算出,溶液中NH3的浓度为C =出="EM K =_15H7_ = 0 869kmol/m3V (m A +m s )/p s (15 + 1000)/1000所以 丑== °"69 = 0 383kmol/ (m 3 • kPa) p; 2.266 '(12分)3、解:(1)换热器每程提供的传热面积(外表面为基准),S,;由题意知,水以0.7m/s 的流速在管内流过,欲求S“需先知道每程的管子数,每程的管子数等于所需 冷却水的总流量与单管内水的流量之比。

化工原理计算题及答案

化工原理计算题及答案

化工原理试卷计算题答案一、计算题 ( 共43题 320分 )1. 5 分 (2823)D2823取水池液面为1—1截面,贮槽水面为2—2截面,并以截面1—1为基准水平面。

在截面1—1和2—2间列伯努利方程:gZ 1+ρ1p +221u +.W e = gZ 2+ρ2p +222u +∑f h 式中:Z 1=0,Z 2=10 mp 1= p 2=0(表压)u 1= u 2≈0∑f h =20 J ·kg -1则泵所提供的能量为:.W e = gZ 2+∑f h =9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J ·kg -12. 10 分 (3758)D3758(1)求热气体向冷气体传递的热流速率, φ:已知: 冷气体的进出口温度T 1'=310 ℃,T 2'=445 ℃;冷气体的质量流量q m '=8000kg ·h -1,则冷气体单位时间获得的热量, φ'=q m 'c p '()''T T 21-; 冷气体单位时间损失的热量, φl =0.1φ';热气体向冷气体传递的热流速率, φ=φ'+φl =1.1q m 'c p '()''T T 21- =1.1×80003600×1.05×103×(445-310) =3.47×105 W(2)求热气体最终温度, T 2:由热气体热量衡算可得φ=q c T T m p ()12-=50003600×1.05×103×(580-T 2)=3.47×105 W T 2 =342 ℃∆T T T 112=-='580-445=135 ℃∆T T T 221=-'=342-310=32 ℃∆T m =-1353213532ln =71.6 ℃(即71.6 K ) K =m T A ∆φ=3.47105×200716⨯.=24.2 W ·m -2·K -1。

化工原理II试题

化工原理II试题

一、在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液,物系的平均相对挥发度为2,馏出液组成为0。

94(易挥发组分的摩尔分率,下同),釜残液组成为0.04,釜残液流量为150 Kmol/h ,回流比为最小回流比的1.2倍,且已知q 线方程为y=6 x – 1.5。

求:1、 最小回流比;2 、精馏段操作线方程;3、提馏段操作线方程。

二、)某生产车间使用一填料塔,用清水逆流吸收混合气当中的有害组分A,已知操作条件下,气相总传质单元高度1。

5米,进塔混合气组成为0.04(摩尔分率,下同),出塔尾气组成为0。

0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2。

5X (X 、Y 为摩尔比), 求:1、液气比L/V 为(L/V)min 的多少倍?2、气相总传质单元数N OG ;3、 所需填料层高度Z 。

三、采用常压干燥器干燥物料,每小时处理2000kg ,干燥操作使物料的湿基含量由40%减至5%,干燥介质是湿空气,初温为20℃,湿度H 0=0。

009kg 水/kg 绝干空气,经预热器加热至120℃后进入干燥器,离开干燥器时废气温度为40℃,若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。

已知: I=(1。

01+1.88H )t +2490HP t H H 5100133.1273273)244.1772.0(⨯⨯+⨯+=νH c H 88.101.1+=求:(1) 水分蒸发量W (kg/s);(2)绝干空气消耗量L (kg 绝干空气/s );(3)产品流量G 2(kg 湿物料/s );(2分)(4)如鼓风机装在新鲜空气入口处,风机的风量应为多少m 3/s 。

一、()1、 q 线方程与1(1)x y xαα=+-交点坐标为(x q ,y q ) 6 1.521y x x y x=-=+ 得 0.3330.5q q x y ==min 0.950.5 2.640.50.333D qq q y y R y x --===-- 2、min 1.2 3.17R R == 精馏段操作线方程为:0.760.22511D x R y x x R R =+=+++ 3、61 1.51F q q x q =-=- 得 1.20.3F q x == 全塔物料恒算:F D W F D W Fx Dx Wx =+=+ 代入数值计算得 60.9/210.9/D kmol h F kmol h== '446/L L qF kmol h =+='(1)(1)(1)296/V V q F R D q F kmol h =+-=++-= 提馏段操作线为'''1''m m W L W y x x L W L W+=--- ,代入数值得提馏段操作线方程为: 1.5070.0203y x =-二、1.121220.040.00530.01280.0417,0.00533,0.01297,0,010.0410.005310.0128Y Y X X Y *========--- 12120.04170.00533 2.8040.012970Y Y L V X X --===-- 11212min 110.005332.5(1) 2.180.0417Y mY Y Y Y L V X X *--⎛⎫===⨯-= ⎪-⎝⎭ ()min 2.804 1.2862.18L V L V == 2、 2.50.8922.804mV s L === 1222110.04170ln (1)ln (10.892)0.892 5.11110.8920.005330OG Y Y N S S S Y Y **⎡⎤--⎡⎤=-+=-+=⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦ 3、 1.5 5.117.67OG OG Z H N m =⋅=⨯=三(1)水分蒸发量W=G 12211w w w --=05.0105.04.036002000--⨯=0.205 kg/s — (2)绝干空气消耗量 L=12H H W - 其中 H 1=H 0=0.009kg 水/kg 绝干气 求 H 2∵I 1=I 2即 (1.01+1.88H 1)t 1+2490H 1=(1。

化工原理计算题

化工原理计算题

《化工原理》试题参考答案-计算题 《化工原理》计算题1二、 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水,当流量为75m 3/h 时,泵吸入口真空表读数为0.030MPa ,泵压出口处压强计读数为0.30MPa 。

两测压点的位差不计,泵进出口的管径相同,测得此时泵的轴功率为10.6kW, 试求:(1)该泵的扬程He ;(10分) (2)该泵的效率。

(6分)解:(1)选取泵吸入口处的截面为截面1-1,泵压出口处截面为截面2-2; 列机械能衡算式:2212222211Z H Z gu gP e gu gP ++=+++ρρ根据题意,已知:P 1= -0.03MPa=-3×104Pa (表), P 2=0.30MPa=-3×105Pa (表),u 1=u 2,Z 1=Z 2,代入上式:122212212H Z Z gu u gP P e -++=--ρ980733000000807.91000)103(10345=++=⨯⨯--⨯ =33.65m(2)Pe=ρgHe.qv=1000×9.807×33.65×75/3600 =6875W=6.875kW η=Pe/P ×100%=(6.875/10.6)×100%=64.9% 答:该泵的扬程为33.65m ;泵的效率为64.9%。

二、 某压滤机作恒压过滤,过滤10min 得滤液5L ,再过滤10min 又得滤液3L ,试问:如果继续过滤10min ,又可得滤液多少L ?(13分) 解:对恒压过滤,有:V 2+2VeV =KA 2τ据题意,知:τ1=10min时, V1=5L;τ2=20min时, V2=8L;代入上式:52+10Ve=10KA2 (1)82+16Ve=20KA2 (2)联立上式,解得:Ve=3.5,KA2=6即:V2+7V=6ττ3=10+10+10=30min时,代人,得V3=10.37LΔV=10.37-5-3=2.37L答:再过滤10min.后又得滤液2.37L。

《化工原理II》计算试题_答案

《化工原理II》计算试题_答案

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 250Y 规整填料吸收塔中,用清水吸收空气混合气中的SO 2。

吸收塔操作总压为101.3kpa, 温度为20 o C ,入塔混合气的流量为1000m 3/h, SO 2的摩尔分率为0.09,要求SO 2的回收率不低于98%,采用其汽相总体积传质系K Y a=0.0524 kmol/(m.s)。

该体系的相平衡方程为:y e =3.3x 。

试求:(1)推导传质单元数计算方程;(2)试证明:()ηm VL=min 成立,其中η为溶质的吸收率,m 为相平衡常数; (3)最小溶剂用量,kgmol/h ;(4)若实际溶剂用量为最小溶剂量的1.2倍,计算出塔水中SO 2浓度(摩尔分率); (5)计算传质单元数,传质单元高度及完成该分离任务所需的填料高度。

证明:(1)⎰-=bzY Y eOG Y Y dY N ∵ Y e=mX∴⎰-=baY Y mXY dY ∵ X=Xa+V/L(Y -Y a)⎰-+-=baY Y a aY Y VLXm Y dY)]([ ∵ S= mV / L⎰---=baY Y aa mXY Y LmV Y dY)(⎰---+---=)1()1()()1()]1([11S Y S Y a a b a mX SY S Y S Y d S()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--+--=)(1)(1ln 11a a a a ab mY SY Y S mY SY Y S S ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++---=aa aa a ab mX Y SmXSY SmX mX Y S S 1ln 11∴()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S mX Y mXY S S N aa a bOG 1ln 11(2)证明:由全塔物料平衡 V (Y b -Y a )=L X b 故 ( L/V ) = ( Y b -Y a ) / X a当溶剂用量最小时,X be = Y b /m 因此,( L/V )min = m (Y b -Y a ) / Y b = m η(3)V=V’(1-yb)=)09.01(*20273273*4.221000-+=37.85kmol/hYb=yb/(1- yb)=0.099 Y a=Yb(1-η)=0.099*(1-0.98)=0.00198 Xa=0 Lmin=V(yb-ya)/(yb/m-xa)=37.85*(0.099-0.00198)/(0.099/3.3-0)=122.4kmol/h (4)L=1.2Lmin=146.88kmol/hxb=V(yb-ya)/L+xa=37.85(0.099-0.00198)/146.88=0.025 (5)()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S mX Y mX Y S S N aa a bOG1ln 11S=mV/L=3.3*37.85/146.88=0.85=()15.1485.000198.0099.085.01ln85.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--ma K V H Y OG 178.02.1*785.0*0524.03600/85.372==Ω=h=H OG N OG =14.15*0.178=2.52m2、(15分)一座油吸收煤气中苯的吸收塔,已知煤气流量为2240(NM 3/hr ),入塔气中含苯4%,出塔气中含苯0.8%(以上均为体积分率),进塔油不含苯,取L=1.4 Lmin,已知该体系相平衡关系为:Y*=0.126X ,试求: (1) 溶质吸收率η (2)Lmin 及L (kmol/h)(3)求出塔组成X b (kmol 苯/kmol 油) (4)求该吸收过程的对数平均推动力∆Y m (5)用解析法求N OG ;(6)为了增大该塔液体喷淋量。

石油化工学院《化工原理2》第二学期期末考试试卷测试题及参考答案

石油化工学院《化工原理2》第二学期期末考试试卷测试题及参考答案
单板压力降最小的是;
11.干燥操作中,作为干燥介质的不饱和湿空气经预热器后温度,
相对湿度。(增大、减小、不变、不确定)
12.在温度一定时,不饱和空气的温度越低,其相对湿度越;不饱和
空气中水蒸汽分压越高,其湿度。
13.分配系数kA<1表示:。
二.简答题(共 12 分)
1.(6分)某连续精馏塔,进料热状态q=1,D/F=0.5(摩尔比),xF=0.4(摩尔分率),回流比R=2,且知提馏段操作线方程的截距为零。则提馏段操作线方程的斜率(L’/V’)和馏出液组成xD分别是多少?并写出分析计算过程。
塔的操作温度。
4.向连续精馏塔加料可能有5种不同的热状况。当进料为气液混合物,且
气液摩尔比为2比3时,则进料热状况参数q值为。
订5.对有恒沸现象的二元体系,用恒沸精馏和萃取精馏方法分离,一般情况下,
所需填料)效能高低的一个量
是,而表示传质任务难易程度的一个量是。
姓名:学号:班级:
考试性质:首修、重修、
再修
学院:
石油化工学院第二学期期末考试试卷
课程名称:化工原理2考试形式:闭卷
授课学院:石油化工学院试卷:B适用专业班级:

一.填空选择题(共 21 分,每空 1 分)
1.精馏操作的依据是。
2.已知q=1.1,则加料中液体的量占总加料量的%。
3.对一定组成的二元体系,精馏塔内压力越大,则相对挥发度,
7.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。
8.对极易溶的气体,气相一侧的界面浓度yi接近于,
线而液相一侧的界面浓度xi接近于。
9. 当喷淋量一定时,填料塔单位高度填料层的压力降与空塔气速关系线上,

化工原理(第二版)化学工业出版社习题答案

化工原理(第二版)化学工业出版社习题答案
p1 ? p 2≈Rgρ0
用双液体U管压差计测量时,有
p1 ? p 2 = R ' g ( ρ A ? ρ C )
因为所测压力差相同,联立以上二式,可得放大倍数
ρ0 R' 1000 = = = 14.3 R ρ A ? ρ C 920 ? 850
此时双液体U管的读数为
R ' = 14.3R = 14.3 × 12 = 171.6mm
π
4
d 2 u 2 = 0.785 × 0.0412 × 1.57 = 2.07 × 10 ?3 m3 / s =7.45m3 /h
5
'(2)流增加20%,则u 2 = 1.2×1.57 =1.88m/s
此时有
z '1 g=
' z1 = (
p2
1 2 + u ' 2 +∑W ' fρ2
80 × 10 3 1 + × 1.88 2 + 6.8 × 1.88 2 ) / 9.81 =10.78m1000 2
= 234kPa (表压)
16.某一高位槽供水系统如附图所示,管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时,压力表的读数为78kPa。当阀门全开时,压力表的读数为75 kPa,且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为ΣW f = u 2 J/kg(u为水在管内的流速)。试求:(1)高位槽的液面高度;。(2)阀门全开时水在管内的流量(m3/h)解: (1)阀门全关,水静止
p = p0 + ρgΔz = p1 + ρgh
∴Δz = p1 +ρgh ? p 0 p ? p0 (58 ? 42)×10 3 = 1 +h= + 0.55 =2.36mρgρg 900×9.81

化工原理(第二版)习题答案

化工原理(第二版)习题答案

第一章1-1 0.898 3-⋅kg m 1-2 633mmHg 1-3 1.78z m ∆= 1-4 H =8.53m1-5 1720AB p mmHg ∆= 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅1-7 在大管中:11211114.575,0.689,1261----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 在小管中: 11212224.575, 1.274,2331----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 1-8 6.68m解 取高位槽液面为1-1,喷头入口处截面为2-2面。

根据机械能横算方程,有 gz 1 + u 12/2 + p 1/ρ=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+w f式中,u 1 =0,p 2 =0,u 2 =2.2 m .s-1,p 2 = 40*103 Pa ,w f =25J.kg-1,代入上式得 Δz =u 22/2g+p 2–p 1/ρg+w f /g=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81 =6.68m 1-9 43.2kW解 对容器A 液面1-1至塔内管出口截面2-2处列机械能衡算式2211221e 2f u p u p g z + + +w =gz +++w 22ρρ已知 z 1=2.1m ,z 2 =36m , u 1 =0, 2u 的速度头已计入损失中,p 1=0, p 2=2.16*106 Pa,f w =122J.kg -1, 将这些数据代入上式得e w = (z 2-z 1)g+p 2/ρ+ fw=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率N e =e s w m =2882*15/1000=43.2kw 1-10 (1) 4.36Kw ;(2) 0.227MPa1-11 B 处测压管水位高,水位相差172mm 1-12 H=5.4m ,pa=36.2kPa解 在截面1-1和2-2间列伯努利方程,得22112212u p u pg z + + =gz ++22ρρ即22122112p p ()2--+-=u u g z z ρ(a) z 1、z 2 可从任一个基准面算起(下面将抵消),取等压面a -a ,由静力学方程得p 1+ρg(z 1-z 2)+ ρgR=p 2+Hg gR ρ 即1212()Hg P P g z z gR ρρρρ--+-=⨯ (b) 由式(a)和式(b)可得2231211360010009.8180109.89.21000Hg u u gR J kg ρρρ-----=⨯=⨯⨯⨯= (c ) 又由连续性方程知 u 2= u 1(d 1/d 2)2= u 1⨯ (125/100)2=1.252 u 1 代入式(c )得 (1.252 u 1)2 - u 12=2⨯9.89 u 1=3.70m.s -1 于是 u 2=1.252⨯ 3.70=5.781.m s -喷嘴处 u 3= u 1(d 1/d 3)2=3.70⨯125/75)2=10.281.m s -在截面0-0与3-3间列机械能衡算式H= u 32/2g=10.282/2⨯9.81=5.39m 在截面0-0与a -a 间列伯努利方程 H=u 22/2g+ p A /ρg故有 p A =ρgH -222u ⨯ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2⨯ 310Pa1-13 d≤39mm1-14 水0.0326m·s -1,空气2.21m·s -1 1-15 (1) 38.3kPa ; (2) 42.3% 1-16 不矛盾 1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍;(2) 层流时,第一种方案所需功率是第二种的2倍;湍流时,第一种方案所需功率是第二种的1.54倍 1-19 0.37kW 1-20 2.08kW1-21 0.197m ;不能使用 解 (1)求铸铁管直径 取10℃氺的密度ρ=10001.kg m-,查附录五知μ=1.305 ⨯ 310-Pa.s取湖面为1-1面,池面为2-2面,在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程2221122f u u p p g z w ρ--∆++=因u 1、u 2、p 1、p 2皆为零,故g z ∆= f w (a )式中,z∆=45m , 2222581000300() 5.62923600f l u w d d d λλλπ⨯===代入式(a )得 9.81 ⨯ 45=55.629d λ5d =0.01275λ (b)λ的范围约为0.02-0.03,现知V S 很大,Re 也大,故λ的初值可取小些。

化学工程学院《化工原理》第二学期期末考试测试卷试题及参考答案

化学工程学院《化工原理》第二学期期末考试测试卷试题及参考答案

《化工原理》第二学期期末考试试卷一:填充题(20 分)1、精馏分离的依据是的差异,要使混合物中的组分得到完全分离,必须进行多次地. 。

2、相对挥发度的表示式α=.对于二组分溶液的蒸馏,当α=1时,能否分离。

3 、q 的定义式是,饱和液体进料q= .饱和蒸汽进料q= .蒸汽是液体的3 倍的混合进料时q= 。

4、二组分的连续精馏操作,精馏段操作线方程为y = 0.75x + 0.245 ,提馏段操作线方程为y = 1.25x - 0.02 ,当q=1 时,则x W = x D = 。

5、在连续精馏中,其它条件均不变时,仅加大回流,可以使塔顶产品x D,若此时加热蒸汽量V 不变,产品量D 将。

若在改变R 的同时,保持塔顶采出量不变,必需增加蒸汽用量,那么冷却水用量将。

6、压力.温度将有利于吸收的进行。

7、完成下列方程,并指出吸收糸数的单位。

N =k (c i -)k 的单位.N =K G (p -)K G 的单位.8、吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是9、饱和空气在恒压下冷却,温度由t1 降至t 2,其相对湿度Φ ,绝对湿湿度H ,露点,湿球温度。

10、萃取操作的依据是.萃取操作选择溶剂的主要原则是.-. .二:简答题(36 分)1、叙述恒縻尔流假设的内容?2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些?如何防止?预热器 3、试推导并流吸收塔的操作线方程?并在 y-x 的相图上表示出来? 4、叙述双膜理论的论点?5、画出单级萃取操作相图?6、叙述湿空气的性能参数? 三:计算题(44 分)1、 双股进料的二元连续进料,均为泡点液相进料,进料液为 F 1,F 2 , 求第三段的汽相和液相流量?已知第一段的汽液相流量分别为 V 和L 。

VL '''F 1V '''2、 某填料吸收塔用纯轻油吸收混 合气中的苯,进料量为 1000 标准 m 3h。

图 6-1进料气体中含苯 5%(体积百分数),其余为惰性气体。

化工原理2相关习题详解

化工原理2相关习题详解

化工原理2相关习题详解1.在一Φ60×3.5mm的钢管外层包有两层绝热材料,里层为40mm的氧化镁粉,平均导热系数λ=0.07W/m·℃,外层为20mm的石棉层,其平均导热系数λ=0.15W/m·℃。

现用热电偶测得管内壁温度为500℃,最外层表面温度为80℃,管壁的导热系数λ=45W/m·℃。

试求每米管长的热损失及两保温层相交界面的温度。

2.一空气冷却器,空气在管外横向流过,对流传热系数为80 W/(m2·K);冷却水在管内流过,对流传热系数为5000 W/(m2·K)。

冷却管为φ25×2.5mm的钢管,其导热系数为45 W/(m·K)。

(不考虑污垢热阻)求(1)该状态下的总传热系数;(2)若将管外对流传热系数提高一倍,其他条件不变,总传热系数如何变化?(3)若将管内对流传热系数提高一倍,其他条件不变,总传热系数如何变化?若将传热系数改为85则,解答如下:3.在套管换热器中用冷水将100℃的热水冷却到60℃,冷水温度从20℃升至30℃。

试求在这种温度条件下,逆流和并流时的平均温差。

4.在一单壳程,双管程的管壳式换热器中,冷流体温度从20℃升至60℃,热流体温度从90℃升至70℃。

试求在这种温度条件下,冷热流体进行热交换时的平均温差。

5.在逆流套管换热器中用油加热冷水,传热面积15.8m2。

油流量2.85kg/s,进口温度110℃;水流量0.667kg/s,进口温度35℃。

油和水的平均热容分别为1.9kJ/(kg·℃)、4.18kJ/(kg·℃),换热器传热系数K=320W/ (m2·℃)。

求水的出口温度及换热量。

6.北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。

试问树叶上下表面的哪一面结霜,为什么?答:霜会结在树叶的上表面。

因为清晨,上表面朝向太空,下表面朝向地面。

而太空表面的温度低于0℃,而地球表面的温度一般在0℃以上。

化工原理第二版两册答案习题附图主编

化工原理第二版两册答案习题附图主编

第一章 流体流动4.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )? 解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为[](绝压)Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-==)-=(A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()(个)695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n5.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。

读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 mm ,指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

解:(1)A 点的压力()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ(2)B 点的压力()(表)Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ 7.某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa (表压),在炉外装一安全液封管(又称水封)装置,如本题附图所示。

液封的作用是,当炉内压力超过规定值时,气体便从液封管排出。

试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h 。

中国石油大学化工原理二在线考试(主观题)试题及答案

中国石油大学化工原理二在线考试(主观题)试题及答案

《 化工原理二》学习中心: 姓名:_ 学号:一、填空题(36分,每空2分)1. 在1 atm , 0℃条件下,CO 2在空气中的扩散系数为1.38×10-5 m 2/s 。

若保持压力条件不变,温度增加到25℃,则扩散系数变为 1.77 ×10 -9 m 2/s ;若保持温度为0℃,压力增大到2 atm ,则扩散系数变为 0.84 ×10 -9 m 2/s 。

2. 30℃下CO 2水溶液的亨利系数 1.885×E =105kPa ,该温度下CO 2分压为15kPa 的混合气与含CO 20.002kmol/m 3的水溶液接触,CO 2的传质方向为 吸收 。

3. 利用精馏塔分离二元理想混合物,进料量为100 kmol/h ,进料摩尔分数为0.6,要求塔顶轻组分的摩尔分数不小于0.9,则塔顶产品量的最大值为 63.2 kmol/h 。

4. 用纯溶剂吸收某二元混合气中的溶质。

在操作范围内,体系的相平衡关系满足亨利定律,气液两相逆流操作。

当入塔气体的浓度下降时,而其它入塔by 条件不变,则气体的出塔浓度 上升 ,溶质的ay 吸收率 提高 ,吸收液的出塔浓度 降A ϕbx低。

5. 当精馏塔进料为汽液混合物且汽液比为3∶2时,进料热状况参数为0.6。

6. 某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线的斜率等于 1 ,回流比等于0。

7. 精馏过程设计时,降低操作压力,则相对挥发度增加,塔顶温度降低,塔底温度降低。

8. 湿度为H0、相对湿度为ϕ0、干球温度为t0的湿空气,经过一个间接蒸汽加热的预热器后,空气的湿度为H1、相对湿度为ϕ1、干球温度为t1,则H0 < H1,ϕ0= ϕ1,t0 > t1。

9. 在恒定干燥条件下,已知:10%,30%,*X=X=c结合水为15%(均为干基)。

今有湿料100kg,含水40%(湿基)与热空气长时间充分接触至平衡,则干燥过程除去非结合水44 kg,降速阶段除去结合水12 kg。

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《化工原理II》计算试题石油大学(北京)化工学院(第二部分)题库2,计算题1,(15分)在直径1.2m的Mellepak 250Y规整填料吸收塔中,空气混合物中的SO2用清水吸收吸收塔的总操作压力为101.3kpa,温度为20℃,混合气体进入塔内的流量为1000 m3/h,SO2的摩尔分数为0.09,SO2的回收率要求不低于98%,采用气相kya = 0.0524 kmol/(m·s)的总体积传质系统系统的相平衡方程为:ye=3.3x试着找出:(1)推导出计算传质单元数的公式;L?敏。

m?成立,哪一个?是溶质的吸收率,m是相平衡常数;(2)测试证书:V(3)最小溶剂剂量,千克摩尔/小时;(4)如果实际溶剂量是最小溶剂量的1.2倍,计算塔水中SO2浓度(摩尔分数);(5)计算完成分离任务所需的传质单元数量、传质单元高度和填料高度2,(15分)一种吸收煤气中苯的吸油塔。

已知煤气的流速为2240(NM3/hr),进入塔的气体中苯含量为4%,离开塔的气体中苯含量为0.8%(以上均为体积分数)。

进入塔内的油不含苯。

取L=1.4 Lmin。

已知体系的相平衡关系为Y * = 0.126 x。

试着找出:(1)溶质吸收率?(2)Lmin和L (kmol/h)(3)求柱组成Xb(kmol苯/kmol油)(4)求吸收过程的对数平均驱动力?Ym (5)解决非政府组织问题;用分析法;(6)以增加塔内的液体喷射量使用部分循环流量,在保证原始吸收率的条件下,最大循环量L’是多少,并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线。

3,(20分)在一个逆流操作的低浓度气体填料吸收塔中,纯矿物油被用来吸收混合气体中的溶质。

已知在操作条件下,进口混合气体中的溶质含量为0.015(摩尔分数),吸收率为85%,平衡关系Y*=0.5X努力找出:出口矿物油中溶质的最大浓度为(1)最小液气比;(2)当吸收剂用量为最小溶剂用量的3倍时,NOG是用解析法计算的。

(3)找到吸收过程的总对数平均传质驱动力?Ym。

(4)当总气体传质单元的高度为1m时,计算填料层的高度;?1?(5)为了增加塔内液体的喷淋量,采用塔外液体部分循环流动。

在保证原吸收速率的条件下,假设气相流速为,最大循环量L’是多少,并画出无部分循环和部分循环两种情况下的操作线4。

在吸收塔中,某种气体混合物与清水逆流吸收。

塔中的气相组成为0.05(摩尔分数,下同)。

在该操作条件下,系统的平衡关系为y*=2x,操作液气比为1.25(L/V)min,塔内气相组成为0.01,吸收过程为气膜控制,Kya∝V0.7(V为气相摩尔分数)试算:(1)液相出口组成xb,NOG传质任务所需;(2)如果初始气液组成、流速和操作条件保持不变,当原始塔与另一个相同的塔串联和逆流操作时,离开塔的气体的最终组成是什么(3)如果初始汽液组成、流速和操作条件不变,原塔和另一个相同的塔平行逆流操作,汽液两相流分布相等,此时的气体出口组成是什么5,(20分)在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收氨-空气混合物中的氨。

已知当混合气体进入塔时,氨浓度为y1=0.01(摩尔分数),吸收率为90%,气液平衡关系为y = 0.9x在这些条件下,试着找出:(1)溶液的最大出口浓度;(2)最小液气比;(3)当吸收剂的量是最小吸收剂量的两倍时,传质单元的数量是多少?(4)当传质单元高度为0.5m时,填料高度是多少米?6,(10分)试验证明吸收塔填料层高度计算中液相传质单元总数的解析公式为NOL???是吗?mxaln??1?a。

b?a。

1?a。

Yb?mxb?17,(20分)在逆流填料吸收塔中,用三乙醇胺水溶液吸收气相中的H2S。

塔气相中H2S含量为2.91%(体积%,下同)。

要求H2S回收率不低于99%,操作温度为27℃,压力为1个大气压。

进料溶剂新鲜,出料溶剂中H2S浓度为0.013 kmol(H2S)/kmol(溶剂),塔内惰性气体流速为0.015 kmol/(m2s),系统相平衡关系为:Y*=2X(1)尝试找到最小液气比和实际液气比(2)如果系统中鲍尔环的总体积传质系数为0.000395 kmol/(m3.s.kpa),请尝试找出满足生产要求所需的填料高度。

(3)如果使用浮阀塔板,总共需要25层以满足分离要求,并测试和计算系统中浮阀塔板的总塔效率。

?2?(4)尝试计算鲍尔环填料的等板高度HETP8,(20分钟)一个生产过程产生两种含盐酸的混合气体,一种流量yG1=0.1摩尔/秒,盐酸浓度yG1 = 0.1(摩尔分数),另一种流量yG2=0.04摩尔/秒,盐酸浓度yG2 = 0.04(摩尔分数)如今,有人建议用吸收塔从这两种气体中回收氯化氢,总回收率不低于85%。

所用吸收剂为20℃的纯水,亨利系数E = 2.786×105帕,工作压力为常压。

试着找出:(1)将两种材料混合后,从塔底进入塔内(图1中的A),吸收剂的最小量是多少?如果第二股气流在适当的高度单独加入塔中(图1中的b),最小吸收剂用量的变化是什么?(2)如果空塔气速为0.5m/s,在该气速下测量的Kya = 8×10-3mol/(s . m3),实际液气比是最小液气比的1.2倍,混合进料所需的填料层高度是多少?(3)塔径和实际液气比与(2)相同。

第二股气流在最佳位置输送。

要求的包装高度是多少?中间进料在哪里?9,(27分)填料吸收塔(见右图)用清水逆流吸收二元工业尾气中的有害成分A。

已知填料层为4m高,进入塔的气体浓度yb=0.02(摩尔分数,下同),溶剂对组分A的吸收率为80%,离开塔的液体组成xb=0.008,还已知操作条件下的气液平衡关系为Y * = 1.5x。

;(2)最小液气比是工作液气比的多少倍;(3)由于法定排放浓度ya必须≤0.002,因此建议增加填料层。

如果液气比和气液入口组成保持不变,填料层应提高多少?(4)如果气相和液相的数量以及入口的组成保持不变,并且同一塔与该塔串联,那么相因蒸汽而产生的出口浓度ya是多少?(5)如果吸收后塔内混合气体的浓度不能满足环保要求,可以采取什么措施来提高组分A的溶剂的回收率?10。

填料塔设计用于在常温常压下吸收空气-丙酮混合蒸汽中的丙酮和清水。

混合气体进入塔的流速为80千摩尔/小时,含有5%(体积分数)的丙酮,所需的吸收率为95%已知柱径为0.8m,操作条件下的相平衡关系可表示为y=2.0x,气相体积的总传质系数kya为150 kmol/m3?H、出口溶液中丙酮的浓度为饱和浓度的70%,试着找出: (1)完成分离任务需要多少水量[·m3/h];(2)所需填料层高度,m;(3)最低用水量是多少倍?3?(4)可以采取什么措施来提高气体回收率?11逆流操作常压填料吸收塔,用清水吸收混合气体中的溶质A。

进入塔的气体中的浓度为0.01(摩尔分数)。

吸收后,溶质A的回收率为80%。

此时,水消耗是最小溶剂消耗的1.5倍,相平衡线的斜率是1 L?试着找出:(1)最小液气比???;?v?(2)液体从塔中流出形成XB;(3)当气相总传质单元高度为1m时,所需填料层高度为12,(28分)连续蒸馏塔分离二元理想混合物。

已知进料速率F=10kmol/s,进料组成xF = 0.5(摩尔分数,下同),进料为饱和蒸汽,顶部产物的组成xd为0.95,底部产物的组成xw为0.1,系统的相对挥发度α为2塔底采用再沸器,塔顶采用全冷凝器,泡点回流,塔底蒸发量为最小蒸发量的2倍。

设法找出: (1)塔顶挥发性组分的回收率;(2)塔底汽化;(3)液相成分流出第二块板(从上到下)13,(27分)连续精馏塔分离二元理想混合物,已知进料速率F=100 kmol/h,进料组成为0.5(摩尔分数,下同),进料为气液混合物,气液摩尔比为1∶1;塔底使用重沸器,塔顶使用全冷凝器。

实际回流比r 是最小回流比Rmin的3倍。

塔顶产品组成xd为0.8,塔底产品组成xw为0.2,系统相对挥发度α为3试算:(1)原料气相和液相组成;(2)塔顶挥发性组分回收率;(3)塔釜的汽化量;(4)完成分离任务所需的理论塔板数14,(15分钟)用连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液。

原料液含0.40苯,塔顶馏出物含0.95苯(以上均为摩尔分数)。

原料液为蒸汽和液体的混合进料,其中蒸汽占1/3(摩尔分数),苯-甲苯的平均相对挥发度为2.5,回流比是最小回流比的2倍。

试着找出:(1)原料液中气相和液相的组成;(2)最小回流比;(3)如果塔顶采用全冷凝器,计算从塔顶下降的第二块理论塔板的液体组成。

?4?15,(10分)在连续精馏塔中,精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075,q 线方程y=-0.5x+1.5xF,试找出:(1)回流比r,馏出液组成xD,进料液q值;(2)当进料组成xF=0.44时,精馏段操作线和汽提段操作线交点处的x值是多少,并判断进料的热状态16,(20分钟)组成为0.40的原料以气液混合状态进入精馏塔,原料气液摩尔比为1∶2,进料摩尔流量为f,塔顶产品组成为xD=0.95,塔顶挥发性组分回收率为95%(以上为摩尔分数),回流比R=2Rmin,组分相对挥发度为2.5,试(2)塔顶产品量,塔底产品量和组成;(3)列出整风断面作业线方程;(4)列出汽提段的操作线方程;(5)列出进料热状态线方程;17,(25分)如图所示,甲、乙混合液在常压连续精馏塔中分离。

两种进料为F1=100千克摩尔/小时,xF1=0.6(摩尔分数,下同),饱和液体进料,F2=100千克摩尔/小时,xF2=0.2,饱和液体进料。

要求是:分离后馏出液中组分a的含量不小于0.8,釜液中组分a的浓度不大于0.02,操作回流比R=2Rmin,系统的相对挥发度α为1.6试着找出:(1)塔顶和塔底的产品数量;(2)操作回流比;(3)精馏段操作线方程;(4)气液流速和汽提段操作线方程;(5)两个进料之间中间部分的气体和液体流速和操作线方程18。

用精馏塔分离二元水溶液时,水很难挥发成分。

进料中轻组分的组成为0.3(摩尔分数,下同),进料速率为100克分子/小时,进料的热态q=1.1。

二元混合物符合相平衡关系。

2x1?X、塔顶采用全冷凝器,泡点回流,回流比R=1.5Rmin,塔底直接用饱和蒸汽加热,蒸汽量为s,塔顶馏出物xD=0.9试着找出:(1)最小回流比;?5?。

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