化工原理 陈敏恒 第四版 第13章习题与思考题

第十三章习题

过程的方向和极限

1．温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过下列三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。

水温θ 50℃ 30℃ 18℃ 10℃

传热方向气水气水气水气水

传质方向气水气水气水气水2．在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。水的入塔温度为40℃。求气、液相被加工的极限。

（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度。

（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。

过程计算

3．总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t=30℃，湿球温度为tw=24℃。求湿氢气的湿度H（kg水/kg 干氢气）。已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/kg.℃。

4. 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿

空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷

却成10℃的饱和空气，试求：

（1）每kg干气中的水分减少了多少？

（2）若将离开淋水室的气体再加热至30

℃，此时空气的湿球温度是多少？

5．在t1=60℃，H1=0.02kg水/kg干气的常压空气中喷水增湿，每公斤的干空气的喷水量为0.006kg，

这些水在气流中全部汽化。若不计喷入的水本身所具有的热焓，求增湿后的气体状态（温度t2和湿度H2）。

*6．今有CO2－水蒸汽混合物2000kg/h，其中水蒸汽含量为70%（质量），在操作压强0.3MPa(表)下将该混合物的温度下降至80℃，试问冷凝下的水量为多少？

7．氮和苯蒸汽的混合气体在297K时含苯蒸汽分压为7.32kPa，总压为102.4 kPa。现采用加压冷却的方法以回收混合气中的苯，问须将混合气加压至多大的压强并冷却至283K，才能回收75%的苯。（已知283K时苯的饱和蒸汽压为6.05kPa）。

*8．拟在一填料式凉水塔中用空气将水从34℃冷却至20℃，两者作逆流接触。水的流率为2.71×10-2 kg/s・m2，空气的流率为4×10-2kg/s.m2，空气入塔温度为20℃，湿度为0.004kg水/kg干空气，当地大气压为100kPa，已知设备的容积系数k Hα=1.6×10-3kg/s・m3，并鉴于凉水塔内水温度变化范围不大，试以焓差为推动力法估算凉水塔的高度。

思考题

1. 热质同时传递的过程可分为哪两类?

2. 传质方向或传热方向发生逆转的原因和条件是什么?

3. 热质同时传递的过程极限有什么新特点?

4. 湿球温度t w受哪些因素影响? 绝热饱和温度t as与t w在物理含义上有何差别?

5. 以焓差为推动力计算凉水塔高有什么条件?

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