化工原理课后习题答案

化工原理课后习题答案第七章吸收1,解：（1）008.0=*y1047.018100017101710=+=x（2）KPaP9.301=H,E不变，则2563.0109.3011074.734??==PEm(3)0195.0109.301109.533=??=*y01047.0=x2，解：09.0=y05.0=xxy97.0=*同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl在空气中的扩散系数需估算。现atmP1=，,293kT=故()()smDG25217571071.11.205.2112915.36129310212121--?=+?+?=HCl在水中的扩散系数LD.水的缔和参数,6.2=α分子量,18=sM粘度(),005.1293CPK=μ分子体积cmVA33.286.247.3=+=4，解:吸收速率方程()()()12AABMAPPPPRTxDN--=1和2表示气膜的水侧和气侧，A和B表示氨和空气()24.986.1002.9621mkNPBM=+=代入式x=0.000044m得气膜厚度为0.44mm.5，解：查scmDC2256.025=为水汽在空气中扩散系数ο下Cο80，scmscmTTDD25275.175.112121044.3344.029*******.0-?==??????=??????=Cο80水的蒸汽压为kPaP38.471=，02=P时间sNAMt21693.041025.718224=???==-π6,解：画图7,解：塔低：6110315-?=ysmkgG234.0='塔顶：621031-?=y02=x的NaOH液含3100405.2mkgNaOHlg=?的NaOH液的比重＝液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到()()ZALyyPKAyyGmGmλ-=-21如果NaOH溶液相当浓，可设溶液面上2CO蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y在塔底的推动力61103150-?=-=y对数平均推动力()()66105.122313151031315--?=?-=-InLyymλ由上式得：()2351093.8mkNsmkmolaKG-?=8，解：()0002.0112=-=ηyy9，解：塔顶的推动力()0003.022=-=λYY塔底的推动力()()004.0026.003.011=-=-=λYY对数平均推动力00143.00003.0004.00003.0004.0=-=In根据()()AZLYYaPKAYYGmGmλ-=-21即()()ZLYYaKYYGmGmλ-''=-21传质单元高度()maKGHGmOG375.004.015.0==''=传质单元数()218.20375.08.7≈==OGN10,解：35.12.103.08.0003.003.0=?-=GL89.035.12.1==SmNHhOGOG0.61.847.8958.0=?='='不够用11，解：（1）02.01=Y,02=X,04.02=Y,008.01=X012.0008.05.15.11*1=?==XY,0*2=Y由OGOGNHZ=mNZHOGOG61.377.210===∴由于20008.0004.002.02121=--=--=XXYYGL而5.1=m故133.15.12≠===mGLA(2)02.01='Y,002.02='Y,02='X,?1='XmZZZ71017=-=-=?,即填料层应增加7m(3)因GL不变，故OGOGHH='不变又004.01='Y,02='X75.025.1===LmGS解得：5.321=''YY即：排放浓度是合格的12，解：OGOGNHh=OGOGNHh''='.5562.095.011438.0562.011=??????+--=InNOGB()??????'+'-'-=SSInS02.011111.5A试差设53.0='S代入式A得76.6='OGN设48.0='S30.6='OGN设42.0='S8.5='OGN设32.0='S2.5='OGN设31.0='S14.5='OGN左边等于右边13,解：（1）07.04.221321010031=?=-y0753.007.0107.01=-=∴Y（2）??????+--?????--=LmVmXYmXYLmVInLmVNOG2221111（3）mNHZOGOG1.689.8686.0=?=?=14，解：因氨得平衡分压为零，故0*=y，而有aayy=?，bbyy=?，()()abbayyInyyy-=?，于是abmabOGyyInyyyN=?-=又吸收率bayy-=1?，故?-=11abyy，而有?-=11InNOG现操作条件基本相同，故三种情况下的aOGKyGH=，可认为相等。于是所需填料塔高度之比为：第八章干燥6-1×105Pa（1个大气压）、温度为50℃的空气，如果湿球温度为30℃，计算：（1）湿度；（2）焓；（3）露点；（4）湿比容解：1、H=,I=116kJ/kg,td=25?C6-2已知一个干燥系统的操作示意图如下：在I－H图中画出过程示意图求循环空气量q解：6-3?kg-1绝（qmG1H1=,H2=qmGC=qmG1(1-w1)=1000=600kg/hx1==,x2=5/95=①qmw=qmGC(x1-x2)=600h/6kg.63105.01600w1qq2mGCmG2=-=-=某厂利用气流干燥器将含水20%的物料干燥到5%（均为湿基），已知每小时处理的原料量为1000kg，于40℃进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温度为20℃，湿球温度为℃，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为60℃，湿球温度为40℃，干燥器的热损失很小可略去不计，试求：（1）需要的空气量为多少m3?h-1？（以进预热器的状态计）（2）空气进干燥器的温度？0℃时水的汽化热?kg-1，空气与水汽比热分别为与?kg-1?K-1解：w1=,w2=,qmG1=1000kg/h,θ1=40℃,t0=20℃,tw0=16.5℃,t2=60℃,tw2=40℃Q=(t2-t0)+qmw(2490++qmGC(θ2-θ1)+QcI1=I2查图得：H0=,H2=I1=+t1+2490H0=+t2+2490H2=+××60+2490×＝+×t1+2490×=+=4.14803.19.247.1771=-=t℃qmGC=qmG1(1-w1)=1000=800x1==,x2=5/95=qmw=qmGC(x2-x1)=800湿物料含水量为42%，经干燥后为4%（均为湿基），产品产量为s，空气的干球温度为21℃，相对湿度40%，经预热器加热至93℃后再送入干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为60%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）在I—图H上画出空气状态变化过程的示意图；（2）设已查得H0=水?kg-1绝干气，H2=kg水?kg-1绝干气)，求绝干空气消耗量qm,L（kg绝干气?s-1）。预热器供应之热量pQ（kw）。解：w1=,w2=,qmG2=st0=21,φ0=,t1=93,φ2=,I1=I2H0=,H2=qmG2(1-w2)=qmG1(1-w1)111221--=wwqqmGmG∴∴qmw=qmG1-qmG2=有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为1000kg?h-1（以干燥产品计）物料水分由12%降为3%（均为湿基）物料温度则由15℃至28℃，绝干物料的比热为?kg-1绝干料，℃，空气的初温为25℃，湿度为?kg-1绝干空气，经预热器后升温至70℃，干燥器出口废气为45℃，设空气在干燥器进出口处焓值相等，干燥系统热损失可忽略不计，试求：①在H—I图上（或t—H图上）示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点；②空气用量（m3?h-1）（初始状态下）；为保持干燥器进出口空气的焓值不变，是否需要另外向干燥器补充或移走热量？其值为多少？解：qmG2=1000,w1=12%,w2=3%,θ1=15,θ2=28,Cs=,t0=25℃,H0=,t1=70℃,t2=45℃,I1=I2①qmGc=1000=880,x1=12/88=,x2=3/97=qmw=880若要I1=I2,需QD=21375kg/h6-7用热空气干燥某湿物料。空气初始温度t0=20℃，初始湿度H0=水?kg-1干气。为保证干燥产品质量，空气进干燥器的温度不得高于90℃；为此在干燥器中间设置加热器。空气经预热器升温至90℃通入干燥器，当热空气温度降至60℃时，再用中间加热器将空气加热至90℃，废气离开干燥器时的温度变为60℃。假设两段干燥过程均视为等焓过程。1、在湿空气的H—I（或t—H）图上定性表示出空气通过整个干燥器的过程；2、汽化每千克水所需的绝干空气量和所需供热量。解：t0=20℃,H0=,t1=90℃,t?2=t2=60℃I1=+t1+2490H0=+××90+2490×＝I2’=+’)×60+2490H2’=×60+（×60+2490）H2’=+’=∴H2’=∴qmL/qmw=1/(H?2-H1)=1/在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃湿含量为水?kg-1绝干气，焓为35kJ?kg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90℃，焓为109kJ?kg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50℃；湿含量为kg水?kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为水?kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为水?kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kg?h-1（按干燥产品计）。试求：1．绝干空气的消耗量（kg绝干气?h-1）；2．进预热器前风机的流量（3m?s-1）；3．预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式：V=(+(t+273)/273×(×510)/P。解：t0=15℃,H0=,I0=35,t1=90℃,I1=109,t2=50℃,H2=,x1=,x2=,qmG2=237kg/hx2=w2/(1-w2),w2=x2/(1+x2)==qmGc=qmG2(1-w2)=237=qmw=qmGc(x1-x2)=（90-15）＝1604076-9采用常压操作的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下：空气的状况：进预热器前Ot=20℃，OH=水?kg-1绝干气进干燥器前1t=120℃；出干燥器时2t=70℃，2H=kg水?kg-1绝干气物料的状况：进干燥器前1θ=30℃，1w=20%（湿基）。出干燥器时2θ=50℃，2w=5%（湿基）。绝干物料比热Sc=?kg-1·℃-1干燥器的生产能力为h（按干燥产品计）。试求：（1）绝干空气流量qm,L（kg绝干空气?h-1）；（2）预热器的传热量PQ(kJ?h-1)；（3）干燥器中补充的热量DQ(kJ?h-1)。假设干燥装置热损失可以忽略不计。解：t0=20℃,H0=,t1=120℃,t2=70℃,H2=,θ1=30℃,w1=,θ2=50℃,w2=5%,Cs=,qmG2=x1==,x2=5/95=qmGc=qmG2(1-w2)==qmw=qmGc(x1-x2)=θ2=+××50＝QD=qmL(I2-I1)+qmGc(I2’-I1’)=138436-10在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kg?h-1，从含水量20％干燥至2％（均为湿基含水量）。温度为20℃，湿度为水?kg-1绝干气的新鲜空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60℃。（1）完成上述任务需要多少kg绝干空气?h-1？（2）空气经预热器获得了多少热量？（3）在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示，已知恒速干燥段时间为1小时，求降速阶段所用的时间。解：、（1）qm,Gc=600(1-ω1)=480kg/hqm,W=qm,Gc(X1-X2)=480==hI1=+t1+2490H1=因为等焓干燥25.01111＝－＝wwXX,kg水/kg绝干物料I2=+t2+2490H2=I1H2＝qm,L=qm,W/(H2-H1)=6935