化工原理杨祖荣1-7章习题答案(完美排版)

内容发布更新时间 : 2025/6/23 6:07:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

所以,气相主体中空气(惰性组分)的分压pB1=p-pA1=101.3-20.26=81.04kPa 气液界面上的空气(惰性组分)的分压pB2=p-pA2=101.3-0=101.3kPa 空气在气相主体和界面上分压的对数平均值为:

pBm?pB2?pB1101.3?81.04?90.8kPa =

101.3pB2lnln81.04pB1Dp(pA1?pA2)

RTzpBmNA?1.8?10?5101.3=??(20.26?0) 8.314?293?0.00190.8=1.67×10-4kmol/(m2·s)

8.在总压为100kPa、温度为30℃时,用清水吸收混合气体中的氨,气相传质系数kG=3.84×10-6 kmol/(m2·s·kPa),液相传质系数kL=1.83×10-4 m/s,假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律,测得液相溶质摩尔分率为0.05,其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05,x=0.01时

*(1) 以(pA?pA)、(cA?cA)表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数;

*(2) 分析该过程的控制因素。

p*6.7?134kPa 解:(1)根据亨利定律E?A?x0.05相平衡常数m?E134??1.34 p100溶解度常数H??sEMs?1000?0.4146

134?18*以气相分压差(pA?pA)表示总推动力时:

*pA?pA=100×0.05-134×0.01=3.66kPa

11111??=??13180?260417?273597 KGHkLkG0.4146?1.83?10?43.86?10?6KG?3.66?10?6 kmol/(m2·s·kPa)

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*NA?KG(pA?pA)=3.66×10-6×3.66=1.34×10-5 kmol/(m2·s)

以(cA?cA)表示的传质总推动力时:

*cA?0.01?0.56 kmol/m3

0.99?18/1000*cA?cA=0.4146×100×0.05-0.56=1.513 kmol/m3

KG3.66?10?6KL???8.8?10?6m/s

H0.4146*NA?KL(cA?cA)=8.8×10-6×1.513=1.3314×10-5 kmol/(m2·s)

*(2)与(pA?pA)表示的传质总推动力相应的传质阻力为273597(m2·s·kPa)/ kmol;

其中气相阻力为

1?13180m2·s·kPa/ kmol; kG液相阻力

12

?260417m·s·kPa/ kmol; HkL气相阻力占总阻力的百分数为

260417?100%?95.2%。

273597故该传质过程为气膜控制过程。

9.若吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线,界面上气液两相平衡,推导出KL与kL、kG的关系。

解:因吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线 c*A?HpA 界面上气液两相平衡 cAi?HpAi的关系式 由 NA?KL(cA?cA)得

*1*NA?(cA?cA) (1)

KL由NA?kG(pA?pAi)得

NAcAic*A?kG(?)

HHHNA?(c*A?cAi) (2) kG 38

由NA?kL(cAi?cA)得

1NA?(cAi?cA) (3) kL(2)式+(3)式,并与

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