内容发布更新时间 : 2024/5/9 19:59:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第六章 习题
1、 在101.33KPa、293K下，空气中CCl4的分压为21mmHg, 求CCl4的摩尔分数、摩尔浓
度和摩尔比。
解：y?PAP?21760?0.0276
CA?yPRTA?0.0276?101.338.314?293?1.15?10?3kmol/m
3Y?1?y?0.02761?0.0276?0.0284kmolA/kmolB
2、 在100Kg水中含有0.015Kg的CO2，试求CO2，的质量分数、质量比和质量浓度。
解：w?W?0.015100w1?w?0.00015 ?1.5?10?4kgA/kgB
?A?mcov水2?0.15kg/m
33、 在101.3 kPa、20℃下，100kg水中含氨1kg时，液面上方氨的平衡分压为0.80 kPa，求
气、液相组成。
1解：液相：x?11717?99?0.0106 X?18x1?x?0.0107
cAl1317??0.558kmol/m 0.1气相：y?pPA?7.90?10?3 Y?y1?y?7.96?10?3
cAg?pRTA?3.28?10?4kmol/m
34、 在101.3 kPa、10℃，氧与二氧化碳混合气体发生定常扩散过程，已知相距0.3cm的两截
面上氧的分压分别为13.3kpa和6.66 kPa，又知扩散系数为0.148cm2/s，试计算下列两种情形下氧的传质速率NA,kmol/﹝m2．s﹞:①氧与二氧化碳两种气体做等摩尔反向扩散；②二氧化碳的停滞组分。 解：
NPP
?A1B1B2DRT?(PA1?PA2)?0.0139mol/(m?s)2?101.3?13.3?88kPa?101.3?6.66?94.64kPa?94.64?88ln?94.6488?1.1D2PBm?91.28kPa
P103.391.28DRT??PNBmA2?P(PA1?PA2)?0.0154mol/(m?s)Bm7、假设6－3中情况服从亨利定律，求E、m、H. 解：
8、101.3 kPa下，求与空气接触的水中氧的最大浓度及相平衡常数。氧在空气中的体积分数
为21％. ①温度为20℃。②温度为50℃。 9、 常压250C下，气相中的溶质A的分压为5.4 kPa的混合气体，分别于下面三种水溶液
接触，已知E=15.2 ×104 kPa，求下列三种情况下的传质方向和传质推动力。①cA1=0.001kmol/m3;②cA2=0.002kmol/ m3③cA3=0.003kmol/m3。
*解：①PA?②PA?*cA1H?2.77kPa?P ?吸收
0.0023.65?10?4?5.47kPa?P ?平衡状态
?8.20kPa?P ?解吸
*③PA?0.0033.65?10?412、在吸收塔的某截面上含CO23％的空气于含CO20.0005kmol/m3的水溶液接触。在
101.3kpa、25℃下，已知kg=3.15×10?6kmol/（m2·s·kPa）（m2·s；k1=1.81×10?4 kmol/（m2·s·kmol/m
3）。求：气相总传质系数Kg、Ky、KY；②液相总传
质系数K1、Kx、KX；③气液两传质阻力所占比例；④传质速率NA。 解：①查25C、常压下CO2的E=165MPa, 由于液相二氧化碳浓度很小
0
C总??M水总3?55.6kmol/m H?cE?3.37?10?4kmol/(m3?kPa)
1K?g1k?g1k1H?1.67?107?K2g?5.98?10?8kmol/(m?s?kPa)
2
Ky?KygP?6.06?10?6kmol/(m?s??y)
Y?1?y?0.031 PA?**CHA?1.48kPa
y*?1.48101.33?0.015?Y?0.0151?0.015?6?0.015
KY?KHy*(1?Y)(1?Y)?g?5.79?10kmol(m?s??y)22×
②
1K?11Kk?5631.8?1K1?1.78kmol(m?s?kmolm)
3Kx?C?K1?9.87?10CAC?9.0?10?6?3kmol/(m?s??x)
2X?kmolA/kmolS
CA?X**PAH?1.0?10CA*?3kmol/m
3
?C?1.84?10?5KX?KX(1?X)(1?X)*?9.87?10?3kmol/(m?s??x)
2111kg?3.15?10?6③气象阻力占比列
kg15.98?10?8 或气膜
?1.9%Hkg1kl?3.37?103.15?10?4?6?1.78?10?4?1.9% 液膜阻力占98.1%
④NA?KY(Y?Y*)?9.2?10?8mol/(m2?s)
13、用填料塔进行逆流吸收操作。在操作条件下，kx=ky=0.026kmol/（m2·s），试分别计
算m=0.1及m=50时两种情况下吸收率操作的阻力分配情况。
16、在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的CO2。惰性气体处理量为300Nm/h，
3进塔气体中含CO28%（体积分数），要求吸收率95%，操作条件下Y?=1600X，操作液气比最小液气比的1.5倍，求: ①水用量和出塔液体组成；②写出操作线方程式 解：y1?0.08 VB?LSVB(LSVB30022.4?13.39kmol/h ??0.95 x2?0 M?1600
0.081?0.08?3?1.5(LSVB)min
Y1??0.087
Y2?Y1(1??)?4.35?10
)min?Y1?Y2Y1m?1520 ?LSVB=2280
LS=3.053?10kmolh
4X1?VBLS(Y1?Y2)?3.625?10?5
Y?LSVBX?(Y2?LSVBX2)?2280X?4.35?10?3
17、按题6-16中给定的任务，若改用某种碱液吸收，已知操作条件下相平衡关系为Y?=20X，求碱用量和出塔液体组成。 解
：
(LSVB)0.087?4.35?10m=in0.08720?0128.5?3?19
LSVB=1.5?19=28.5
22LS=28.5?13.39=381.615kmolh X1=
?(0.087?0.00435)?2.9?10?3
18、某混合气体中溶质含量为5％，要求吸收率为80％.用纯吸收剂吸收,在20℃、101.3 Kpa
下相平衡关系为Y?=35X。试问：逆流操作和并流操作的最小液气比各是多少？由此可得出什么结论？
Y1?0.051?0.05?0.053 X2?0 ??80% Y2?0.053?(1??)?0.0106
并：(LSVBLSVB)min=
Y1?Y2X1?X2Y1?Y2X1?X2?Y1?Y2Y2m?0?0.053?0.01060.0106350.053?0.01060.053/35?140
逆：()min= ?Y1?Y2Y1m??28
20、流率为1.26kg/m3的空气中含氮0.02，拟用塔径1m的吸收塔回收其中90％的氨。塔顶
淋入摩尔比为4×10-4的稀氨水。已知操作液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内
?KYa=0.052kmol/(m?s).求①所需的填料层高度；若将吸收率提高至95％，Y=1.2X，
3②求所需的填料高度。
解：⑴
VB?129.?(?21?60kmol.s0 2 0)0.02Y1?X2?4?10
4.0Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.9)?0.002
(LSVB)mi=nY1?Y2Y1m?X2?0.02?0.0020.021.2?4?10?4?1.1
(LSVB)min=1.1?1.5=1.65 S?1m?vb1.2LS1.65?0.73
NOG?1?4??y1?mx210.02?1.2?4?10?ln?(1?S)?S??ln(0.27??0.73)?41?Sy?mx0.270.02?1.2?4?10 ?22?0.27?1.43?5.31HOG?VBKY???0.0430.052?0.785?1.05
?Z?HOG?NOG?1.05?5.31?5.59m
⑵Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.95)?0.001 (
LSVBLSVB)mi=n0.02?0.010.021.2?4?10?4?1.2
=1.2?1.5=1.75 S=0.68
NOG?10.32ln(0.32?0.02?1.2?4?10?4?40.001?1.2?4?10?0.68)?7.94
Z?1.05?7.94?8.34m
22、气体混合物中的溶质的摩尔比为0.05，要求在填料塔中吸收其中的95％，平衡关系为
Y*=2.0X，求下例各种情况下所需的气相总传质单元数NOG。①入塔液体X2=0，液气LS/VB=2.0; ②入塔液体X2=0.001，LS/VB=3.2；③当X2=0，LS/VB=1.6，求最大吸收率？ 25、在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。在常压、27C下操作时混合气体流量为1200 m/h。气体混合物的初始浓度为0.05，塔截面积为0.8
m203
，填料层高度为4m，气体相体积总传质系数KYa为100kmol/(m3?h),气体平衡关
系服从亨利定律，且已知吸收因数为1.2。试求:混合气体离开吸收塔德浓度和吸收率。
?(?1解：Y1?0.05 Y2?0.050.9?5)0 .Y0*0?22.05X