内容发布更新时间 : 2024/12/26 1:12:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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解：在等温等压条件下，将其分离成纯组分时所需最小功为
?Wmin,T??RT?nF?xFiln?FixFi
设为理想溶液，?Fi?1，若nF?1kmol
?Wmin,T??RT?xFilnxFi
??8.31?(64.38?273.15)[0.228ln0.228?0.539ln0.539?0.233ln0.233]?2836kJ/kmol
20. 含乙烯32.4%的乙烯-乙烷混合物于2Mpa压力下进行蒸馏，塔顶为纯乙烯，温度为239K，
塔釜为纯乙烷、温度为260K，正常操作下，塔釜加入热量为8800kJ/kg乙烯，试计算分离净耗功为多少？
解：设环境温度T0?298K，nF?1kmol，乙烯的量为?1?0.324?26?8.424kg
1111?W净?QT0(?)?8.424?8800?298?(?)?7465.6kJ/kmol
TLTH23926021. 计算题21的热力学效率。 解：?Wmin,T??nFRT?yFilnyFi
??8.31?298[0.324ln0.324?0.676ln0.676]?1560kJ/kmol
???Wmin1560??0.209?W净7465.6
n-C4 n-C5 n-C6 ∑ 350 350 50 50 1000 226 774 22. 试求环境温度下，下表所示的气体分离过程的最小功。 组分 进料 kmol/h C2 C3 30 200 370 产品1 kmol/h 30 192 4 产品1 kmol/h 解：求出各物流的组成 组分 进料 kmol/h xiF C2 30 0.03 C3 200 0.20 192 n-C4 370 0.37 4 8 366 n-C5 350 0.35 n-C6 50 0.05 50 ∑ 1000 1.00 226 1.00 774 产品1 kmol/h 30 xi1 0.133 0.850 0.017 8 366 350 产品1 kmol/h xi2 0.010 0.473 0.452 0.065 1.00 ????Wmin,T?RT??nk(?yi,klnyi,k)??nj(?yi,jlnyi,j)?进?出? ?774?(0.01ln0.01?0.473ln0.473?0.452ln0.452?0.065ln0.065)
?1000?(0.03ln0.03?0.2ln0.2?0.37ln0.37?0.35ln0.35?0.05ln0.05)]
6 ?1.188?10kJ/kmol
23. 将含丙稀80%（摩尔）和丙烷20%的料液在常压下分离为含丙稀99.6%和5%的两股产
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?8.314?298[226?(0.133ln0.133?0.85ln0.85?0.017ln0.017)
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品，试求分离最小功。设料液和产品均处于环境温度298K，料液可以当作理想溶液。 解：设料液量为1kmol，计算两股产品的量：
nQ1?0.996?nQ2?0.05?1?0.8nQ1?nQ2?1
联列解得：nQ1?0.7928kmol, nQ2?0.2072kmol
分离最小功由式（6-15）计算：
wmin=[0.7928(0.996ln0.996+0.004ln0.004)+0.2072(0.05ln0.05+0.95ln0.95)
-(0.8ln0.8+0.2ln0.2)]RT0 =0.4386R T0=1087.4KJ/Kmol料液
24. 已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷(摩尔分率),操作压力下各组分的平衡常
数 可按下式进行计算,试求其泡点温度. 乙烷:K=0.13333t+46667 丙烷： k=0.6667t+1.13333
正丁烷： k=0.02857t+0.08571 (t的单位为℃)
设温度为了10℃，用泡点方程∑Kixi=1进行试差，不满足泡点方程，设温度为7.2℃，重新试差，满足泡点方程，泡点温度为7.2℃，结果见表。 组份 乙烷 丙烷 0.05 0.30 设温度为10℃ 设温度为7.2℃ 圆整 组份 Kixi Kixi KiKi6.8000 0.340 6.4266 1.8000 0.540 1.6134 0.3714 0.241 0.2914 1.121 0.321 0.323 0.484 0.487 0.189 0.190 0.994 1.000 正丁烷 0.65 Σ 1.00 25. 已知某混合0.05乙烷,0.30丙烷0.65正丁烷(摩尔分率),操作压力下各组分的平衡常数
可按下式进行计算,试求其露点温度. 乙烷:K=0.13333t+46667 丙烷： k=0.6667t+1.13333
正丁烷： k=0.02857t+0.08571 (t的单位为℃)
设温度为24℃，用泡点方程∑yi/Ki=1 进行试差，不满足露点方程，设温度为 23℃， 重新试差，满足露点方程，露点温度为23℃,结果见表。 组份 乙烷 0.05 组份 设温度为24℃ Ki8.6666 Kixi 0.006 37
设温度为23℃ Ki8.5333 Kixi 0.006 圆整 0.006 建筑
丙烷 正丁烷 Σ 0.30 0.65 1.00 2.7334 0.7714 0.110 0.843 0.959 2.6667 0.7428 0.112 0.875 0.993 0.113 0.881 1.000 26. 一轻烃混合物进行精馏塔的计算，求得阳小回流比Rm=1.45,最小理论板数Nm=求得最
小回流化为R=1.25Rm,全塔平均板效率为n＝0.60，求所需最小塔板板数。
R＝1.25×1.45=1.8125
由此图查，得：
由于，Nm＝8.6所以，N＝19.43 实际板数为：19.43/0.6=32.4=33块
27. 某多组分精馏塔的原料组成、产品组成（组分1为轻关键组分）及各组分的相对挥建发
度如表所示，已知提馏段第n板上升的气相组成,提馏段操作线方程为,精馏段操作线方程为xn,i=1.2yn-1,i-0.2xD,i 试求离开第n+2板的液相组成.(要求各板组成列表)(塔序从下往上,第n+1板为进料板).
(1)用提馏段操作线方程xni=0.8yn-1,i+0.2xWi计算x'n+1,i ,即 xn+1,1=0.8×0.473+0.2×0.013=0.381 其他组分的计算结果列于表。. (2)用相平衡方程
计算y'n+1,i计算结果列于表.
(3)由于第n+1板为进料板为进料板,所以,用精馏段操作线方程计算xn+2,I,即 其他组分的计算结果列于表。 (4)计算结果汇总
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xn+1,i αx'n+1,i y'n+1,i x'n+2,i xn+2,i 1 0.3810 0.9335 0.6223 0.5004 0.5508 2 0.5234 0.5234 0.3489 0.4097 0.4147 3 0.0502 0.0246 0.0164 0.0465 0.0197 4 0.0454 0.0186 0.0124 0.0434 0.0149 ∑ 1.0000 1.5000
28. 已知组分1和组分蘖期所构成的二元系统，当处于汽-液-液平衡时，两个平衡的液相组
成如下:x2α=0.05,x1β=0.05，两个纯组分的饱和蒸气压此时分别为
P10=0.65amt,P20=0.75atm，此对称系统的范拉尔常数（用Ln表示）为A=3.272求：
(1)γ2α,γ1β
(2)平衡压力
(3) 平衡的气相组成。
29. 试求总压力为86。695Kpa时，氨仿a.-乙醇b.之共沸组成与共沸温度。已知：
设温度为55℃，则由饱和蒸汽压公式得
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P1s=82.372 P2s=37.311 由恒沸物的特点有：
由于lnγ1/γ2=0.59x22-1.42x12+1.66x1x2故ln37.311/82.372=0.59x22-1.42x12+1.66x1x2 又x1+x2=1
由上式解得：x1=0.8475，x2=0.1525 由活度系数公式得γ1=1.0475，γ2=2.3120 所以P=γ1x1 P1s+γ2x2 P2s=86.279
30. 已知A、B两组分在压力p=760mmhg下所形成的均相恒沸物的组成XA=0.65 （摩尔分
率），在恒沸温度下纯A组分的饱和蒸汽压电效应507mmhg，纯B组分的饱和蒸气压=137=mmhg求：
a.在恒沸组成条件下的活度系数。
b.该恒沸物是最低温度恒沸物还是最高温度恒沸物？为什么？
a.均相恒沸物的特点
b.该恒沸物是正偏差最温度的恒沸物，因为两组分得活度系数皆为大于1，故一定是正偏差物系。
31. 醋酸甲酯a.和甲醇b.混合物系的范拉尔数（用ln 表示）为A12=1.029,A21=0.946, 在54℃
时，纯组分的饱和蒸气压数据分别为 P10=677mmHg,P20=495mmHg试判断：a.在54℃时有无恒沸物？ b.形成什么样的恒沸物？ 由范拉尔方程计算无限稀释溶液的活度系数
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