化工原理课后习题(参考答案)【爆款】.ppt

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tm，逆流
t1 t2 ln t1
t2
70 40 ln 70
53.6o C
40
tm，并流
t1 t2 ln t1
t2
100 10 ln 100
39.1o C
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5-4 100g水中溶解1gNH3，查得20oC时溶液上方NH3平衡分压798Pa。此 烯溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E（单位为kPa）、 溶解度系数H [单位为kmol/(m3·kPa)]和相平衡常数m。总压为100kPa。
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4-1 有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面包一层热导率 为0.16w/(m·oC)、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为 30 oC，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75 oC，如图所示。 试求加热器平壁外表面温度t1。
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解 x 1/17 0.0105 1/17 100/18
E＝ p* 798 76kPa x 0.0105
c
1/17
0.584 kmol / m3
(100 1) / 998 .2
H c / p 0.584 0.73kmol/(m3 • kPa) 0.798
y* 798 /100 103 7.98 103
主体中溶质A的分压为5kPa，液相中溶质的摩尔分数为0.015。气膜传质系
数 kY 1.5105 kmol /(m2 • s液) 膜传质系数 kX 3.5103 kmol /(m2 • s气) 液平衡
关系可用亨利定律表示，相平衡常数m=0.7。总压为101.325kPa。试求：
（1）气相总传质系数KY，并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；（2）
m y* / x 7.98 103 / 0.0105 0.76
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5-9 CO2分压力为50kPa的混合气体，分别与CO2浓度为0.01kmol/m3的水 溶液和CO2浓度为0.05kmol/m3的水溶液接触。物系温度均为25oC，气液
平衡关系 p 1.662 105 xkPa 试求上述两种情况下两相的推动力（分别
以气相分压力和液相浓度差表示），并说明CO2在两种情况下属于吸收还 是解吸。
解
x1
0.01 0.011997 /18
1.8 104
p1 1.662 105 1.8104 29.92kPa
气相分压力表示的推动力为： p p1 50 29.92 20.08kPa
吸收
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5-12 用清水在吸收塔中吸收混合气体中的溶质A，吸收塔某截面上，气相
1.06m / s
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1-15. 常温的水在管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为 200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高 的水柱。试计算在截面1与截面2之间所产生的水柱高度差h为多少？（忽 略从1到2处的压头损失）
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1-28. 水的温度为10 oC，流量为330L/h，在直径φ57mmX3.5mm、长度 100m的直管中流动。此管为光滑管。（1）试计算此管路的摩擦损失； （2）若流量增加到990L/h，试计算其摩擦损失。
1-14. 从一主管向两支管输送20oC的水。要求主管中水的流速约为1.0m/s， 支管1与支管2中水的流量分别为20t/h与10t/h。试计算主管的内径，并从 无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。
解：查表可得20oC水的密度： 998 .2kg / m3
根据主流管流量
qm qm1 qm2 20 10 30t / h 30000 kg / h
qv qm / 30000 / 998 .2 30.05m3 / h 流速为 v 1.0m / s
d 4qv 4 30.05 0.103m 103mm
v 3600 1.0
选择 108mm 4mm 无缝钢管，内径 d 100mm
此时，主管内流速为
v
qv A
30.05/ 3600
0.12
解：（1） G(Y1 Y2 ) L( X1 X 2 )
通过 L Y1 Y2 G min X1,max X 2
算出最小液气比：（L/G）min
（2）解题过程类似于（1）小题
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试求吸收塔该截面上溶质A的传质速率NA。
1 1m
解：（1）
KY kY kY
1
m
比较 kY 与 kX
（2） NA KY Y Y *
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5-15 在一吸收塔中，用清水在总压为0.1MPa、温度20oC条件下吸收混合 气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20oC时CO2水溶液 的亨利系数为E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求（1）液气比L/G及溶液出口组成X1；（2）总压改为1MPa时的L/G及溶液出口组成 X1