柴誠(chéng)敬化工原理二附標(biāo)準(zhǔn)答案(下)

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1、第七章傳質(zhì)與分離過(guò)程概論1.在吸收塔中用水吸收混于空氣中的氨。已知入塔混合氣中氨含量為5.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），吸收后出塔氣體中氨含量為0.2%，試計(jì)算進(jìn)、出塔氣體中氨的摩爾比、。解：先計(jì)算進(jìn)、出塔氣體中氨的摩爾分?jǐn)?shù)和。進(jìn)、出塔氣體中氨的摩爾比、為由計(jì)算可知，當(dāng)混合物中某組分的摩爾分?jǐn)?shù)很小時(shí)，摩爾比近似等于摩爾分?jǐn)?shù)。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。2.試證明由組分A和B組成的雙組分混合物系統(tǒng)，下列關(guān)系式成立：（1）（2）解：（1）由于故（2）故3.在直徑為0.012m、長(zhǎng)度為0.35m的圓管中，CO氣體通過(guò)N2進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散。

2、管內(nèi)N2的溫度為373K，總壓為101.3kPa，管兩端CO的分壓分別為70.0kPa和7.0kPa，試計(jì)算CO的擴(kuò)散通量。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。60解：設(shè)A－CO；B－N2查附錄一得4.在總壓為101.3kPa，溫度為273K下，組分A自氣相主體通過(guò)厚度為0.015m的氣膜擴(kuò)散到催化劑表面，發(fā)生瞬態(tài)化學(xué)反應(yīng)。生成的氣體B離開催化劑表面通過(guò)氣膜向氣相主體擴(kuò)散。已知?dú)饽さ臍庀嘀黧w一側(cè)組分A的分壓為22.5kPa，組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)為1.85×10-5m2/s。試計(jì)算組分A和組分B的傳質(zhì)通量和。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。

3、解：由化學(xué)計(jì)量式可得代入式（7-25），得分離變量，并積分得5.在溫度為278K的條件下，令某有機(jī)溶劑與氨水接觸，該有機(jī)溶劑與水不互溶。氨自水相向有機(jī)相擴(kuò)散。在兩相界面處，水相中的氨維持平衡組成，其值為0.022（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），該處溶液的密度為998.2kg/m3；在離界面5mm的水相中，氨的組成為0.085，該處溶液的密度為997.0kg/m3。278K時(shí)氨在水中的擴(kuò)散系數(shù)為1.24×10–9m2/s。試計(jì)算穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散下氨的傳質(zhì)通量。解：設(shè)A－NH3；B－H2O釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。離界面5mm處為點(diǎn)1、兩相界面處為

4、點(diǎn)2，則氨的摩爾分?jǐn)?shù)為，60點(diǎn)1、點(diǎn)2處溶液的平均摩爾質(zhì)量為溶液的平均總物質(zhì)的量濃度為故氨的摩爾通量為6.試用式（7-41）估算在105.5kPa、288K條件下，氫氣（A）在甲烷（B）中的擴(kuò)散系數(shù)。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。解：查表7-1，得cm3/mol查表7-2，計(jì)算出由式7-417.試采用式（7-43）估算在293時(shí)二氧化硫（A）在水（B）中的擴(kuò)散系數(shù)。解：查得293K時(shí)水的黏度為查表7-3，得查表7-4，得cm3/mol由式（7-43）608.有一厚度為8mm、長(zhǎng)度為800mm的萘板。在萘板的上層表面上有大量的45

5、℃的常壓空氣沿水平方向吹過(guò)。在45℃下，萘的飽和蒸汽壓為73.9Pa，固體萘的密度為1152kg/m3，由有關(guān)公式計(jì)算得空氣與萘板間的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)為0.0165m/s。試計(jì)算萘板厚度減薄5％所需要的時(shí)間。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。解：由式（7-45）計(jì)算萘的傳質(zhì)通量，即式中為空氣主體中萘的濃度，因空氣流量很大，故可認(rèn)為；為萘板表面處氣相中萘的飽和濃度，可通過(guò)萘的飽和蒸氣壓計(jì)算，即kmol/m3設(shè)萘板表面積為S，由于擴(kuò)散所減薄的厚度為b，物料衡算可得第8章2.在溫度為25℃及總壓為101.3kPa的條件下，使含二氧化碳為3.0

6、%（體積分?jǐn)?shù)）的混合空氣與含二氧化碳為350g/m3的水溶液接觸。試判斷二氧化碳的傳遞方向，并計(jì)算以二氧化碳的分壓表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力。已知操作條件下，亨利系數(shù)kPa，水溶液的密度為997.8kg/m3。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。解：水溶液中CO2的濃度為對(duì)于稀水溶液，總濃度為kmol/m3水溶液中CO2的摩爾分?jǐn)?shù)為由kPa氣相中CO2的分壓為kPa<故CO2必由液相傳遞到氣相，進(jìn)行解吸。以CO2的分壓表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力為kPa3.在總壓為110.5kPa的條件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空氣中的氨氣。測(cè)得在塔的某一截面上

7、，氨的氣、液相組成分別為、。氣膜吸收系數(shù)kG=5.2×10-6kmol/(m2·s·kPa)，液膜吸收系數(shù)60kL=1.55×10-4m/s。假設(shè)操作條件下平衡關(guān)系服從亨利定律，溶解度系數(shù)H＝0.725kmol/(m3·kPa)。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。（1）試計(jì)算以、表示的總推動(dòng)力和相應(yīng)的總吸收系數(shù)；（2）試分析該過(guò)程的控制因素。解：(1)以氣相分壓差表示的總推動(dòng)力為kPa其對(duì)應(yīng)的總吸收系數(shù)為kmol/(m2·s·kPa)以液相組成差表示的總推動(dòng)力為其對(duì)應(yīng)的總吸收系數(shù)為（2）吸收過(guò)程的控制因素氣膜阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為氣

8、膜阻力占總阻力的絕大部分，故該吸收過(guò)程為氣膜控制。4.在某填料塔中用清水逆流吸收混于空氣中的甲醇蒸汽。操作壓力為105.0kPa，操作溫度為25℃。在操作條件下平衡關(guān)系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系數(shù)為2.126鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。kmol/(m3·kPa)。測(cè)得塔內(nèi)某截面處甲醇的氣相分壓為7.5kPa，液相組