化工原理課后習(xí)題答案

1、 吸收第七章 10 17 ? y 0.008 x 0.1047? 解：（）1,1 10 1000 ? 18 17 ?0.008y 0.764m ? x 0.01047 45Pa10 ? 7.74 ? ? mp ? 0.764 ?1.013?10E 55.5C kmol4107.17? ?H 3 Pa m ?4 10?E7.74 410?E7.74 0.2563?301.9KPa m ? P ? 不變，則（） H,E 2 310?P301.9 3105.9 ? ?0.01047 0.0195 x ? ? y (3) 310?301.9 ?0.0195y 1.862 m ? 0.01047x 53

2、Pa 5.62 ?101.862 ? 301.9 ?10 ?E ? mp ? 55.5C kmol5?10?9.875?H ? 3 Pam ? 5 10E5.62 ? ?xy ? 0.97 0.09 x ? 0.05 y ?，解： 2 ? ? 0.97 ? 0.05 ? 0.0485 ? y y? 0.09 ?吸收 同理也可用液相濃度進行判斷 P ? 1atm T ? 293k,，在空氣中的擴散系數(shù)需估算?，F(xiàn)，解： HCl3 ?V?1.98?19.5?MM?36.5,?29,21.5 ABA ? ?1757?129 1 36.5 ?10 ? 29312 2m故?D5? 1.71?10? G?

3、s 2 1 121.5? ? 20.11 22 分子量在水中的擴散系數(shù)水的締和參數(shù)18,M?2.6,?D?.HCl sL ? 分子體積粘度cm28.3?293K24.6?1.005CP,?Vmol3.7? 3 A ?2952?8? 1或s1.99?10m1.99?10?D?7.410cms2.6?13?2932 L? 吸收速率方程，解PN?DRTxPPP:4 12BM AAA 表示氨和空氣和 B 1 和 2 表示氣膜的水側(cè)和氣側(cè)，A 23m0.66kNkNmP?P?0.05?101.3?5.07 2AA122m100.6kN?mP?101.3?0.66kNP?101.3?5.065?96.2

4、2BB11 ?2?P代入式m 98.4 kN96.2 ?100.6 ? BM2 ? ? 4?3?0.24 5.07101.3 98.4 0.6610?10? ? ? 8.314 ? 295x 得氣膜厚度為 0.44mm.x=0.000044m 2oscm 水汽在空氣中擴散系數(shù)為D ? 0.256 25C，解：查 5 1.751.75?T ? ? 353 2下 ?D?80CD， o2?250.256? s10 s ?3.44 ? cm cm0.344? ? ? ? 12 T298? ? 1 o，水的蒸汽壓為0PP?47.38kPa80C? 21?P?P?47.38PP?2 kPa?P?77.61

5、?101.3? 1 BM22 5?DP101.3?10 ?3.44 ? 2?4 ?PP?N s? kmol m 0 ? 7.25?1047.38 ? 2 177.61? 353? 0.001RTZP8.314 ? BMM 182 s 2169? t ?時間 24?NA0.3? 4 7.25?10 6,解：畫圖 C C BB YY X(b)X(a) 26?解：塔低：10315?y?sm kg G? ? 0.347, 12s0.0117kmolm?G0.3429? m 6?塔頂：0 x?10?31?y 22 2s m ? 3.94 kgL? 3m 100 kgNaOH ? 2.5 40 g l ?

6、液含的 NaOH2.5N 液體的平均分子量： NaOH 液的比重1.12.5N 的 1000100 18? ?40 ? 1100 1840 kmolkg ? 18.95 ? 100 1000100 1000 ? 18 40 1840 2sm18.95?0.208kmolL?3.94 m? ? L通過塔的物料衡算，得到ZA?KPGyyy?y?A lmG21m蒸汽壓可以忽略，即氣相阻力控制傳遞過程。如果溶液相當濃，可設(shè)溶液面上CONaOH 26?在塔頂?shù)耐苿恿?031?y?0? 2 在塔底的推動力10315?y?0? 6? 1 ?6?10? ? 31315 ? ? L對數(shù)平均推動力?yy?6? 1

7、0 122.5? lm 31 315In ?6? 310?101.3?122.5?0.0117?31531?10?Ka?6? G? ?3?52由上式得：mkNkmolm8.93aK?10s G? ，解：?0.0002?1y?y?8 12 y 0.990 .02 ?y?L ? 1?2? 1.733? * 0.02 1.75Gx?x ? ? min21L L ? 2? 2.43 L ? 2.43? 0.03 ? 0.0729 kmol m s1.4? ? ? GG ? minmG1 .75 S ? 0.720 L2.43 G0.03 ?H? 1.364m? OG aK0.022 Tm12?16.3

8、7HN?1.364?H OGOG? ，解：塔頂?shù)耐苿恿?.0003?Y?Y?9 l22? 塔底的推動力0.004?0.026?Y?Y0.03? l110.0003? 0.004 ? 對數(shù)平均推動力0.00143 ? 0.0003 0.004 In ? ? L根據(jù)AZY?YA?GKYY?aP lm2mG1? ? L?即ZY?K?YYaG?Y lG1mm2?Z 0.00143 0.4 0.03 ? 0.0003?0.015 m 7.8 0.0000572 ?Z ? 0.000446 ? 傳質(zhì)單元高度?a0.04?GKm?0.3750.015H GOGm? 傳質(zhì)單元數(shù)210.375?N?20.87.

9、8 OG1.20.0030.03 ? L 0.89 ? ?1.35 S ? 解：10, 1.350.03 1.2G0.8? 0.031? 6.26?0.89?0.11In?N ? ? OG 0.0030.891? ? 6h MH? 0.958 OG N6.26 OG?0.03.11? 1? 0 ?In8.47?0.89?N? ? OG 0.0020.891? ?不夠用N?hm?8.1?6.0H?0.958?8.47 OGOG，解：（）0.008X?0Y?0.04Y?0.02X11,1, 1212 *0?0.008?0.012Y?Y?1.5X1.5?, 211?0?0.020.0120.004?

10、 * YY?Y?Y? *0.00577? 2 ?Y?121 m 0.012? ?YY0.02* 1 In1In YY?0.004* 2 2Y?Y0.004 0.02? 1?N22.77? ? OG 0.00577Y? m10Z 由m3.61?N?ZHH ? OGOGOG N2.77 OG0.0040.02 Y?Y?L 212? 由于 G0.008 ? 0X?X 2 1 L2 ? 1.33? ? 1 m ? 1.5 A 故而 1.5mG N?N TOG?X?0.002X?Y0?0.02Y,(2), 1212 L 也不變不變，故m?23.61H?H? Q OGOGG ? ?XG?Y?XL?Y 12

11、1 2?0.002?GYY0.02 210.009?X? 1 2L ?0.0135?mXY?1.5?0.009?mX0?Y 22 21?Y?Y?YY 2211?Y?0.00382? m?YY? 11In ? YY? 22 ?0.002?Y0.02Y? 214.71?N OG Y?0.00382 mm173.61?4.71?HZ?N? OGOGm ? 717Z ? Z ? Z ? ?10?即填料層應(yīng)增加 ,7m ?不變不變，故因HHLG? (3) OGOG 7Z? 1.94 ? N? OG H3.61? OG1. 5mG ?又?0.004X?0YS0.75 ?,? 21 2L ?mXY? 1 ?

12、2 SS?1?1?In?1.94N? ? ? OG ?mX?YS 1? ? ? 22 ?Y 13.5 ?解得： ? Y 2 ?0.004Y 1?Y?0.002? ? 0.00114 2 3.53.5 即：排放濃度是合格的?，解：NNHhH?h?12 OGOGOGOG?HhNh?H?N? OGOGOGOG 11? 5.0.562?In0.438B ?N ? OG 0.95 0.5621?1 ? ?11 ?SIn?1?S?A ? 5.1 ? ?0.02?1S? ? ?得代入式試差設(shè)6.76N0.53S? A OG?設(shè)6.30?0.48S?N OG?設(shè)5.8?NS?0.42? OG?設(shè)?5.2N0.

13、32S? OG?左邊等于右邊設(shè)5.14N0.31?S OG 0.562SL? ? 1.81 0.31?LS 3?0.07 3210 100 ? 0.0753? 解：（）?y?Y?0.0713,1 11 22.4 10.07 1? ?3? 1?0.075310Y?Y?1?0.98?1.5? 12 0. 0753Y *1?0.0439? 0.67 ? X?67%X?0.67? 11 1.15m 0X? 2 2731000273 1000 ? ?1yhkmol ? 38 V?0.071? ? 1? 29822.422.4 25 273 ? 3?Y?YL10?0.0753 ?1.5 211.68? ?

14、 0 V0.0439 ?X?X 21 3h? 1.15?10 kg?V ? 1.68? 38 63.8 kmol h L ? 1.68 mXmVY?mV 1 ? 21 ?In1? ）（?N ? 2 ? OG LmVmX?LY ? ? ? ? 2 2?1 L 1?01.151.15 ? 0.0753 ? ? ?1In? 8.89? ? 1.51.680?1.6810? 3?1.15? ? ? ?1 1.68 ）（mZ8?.89?6.1N?H?0.6863 OGOG ，而有，解：因氨得平衡分壓為零，故y?yy?y0y?*14 baba ? yyy?y?y abbba，于是In?N?y? ? yIn

15、yOG aby?y am1y1y a?，而有bInN? 1，故又吸收率 OG ? y?1?1y ba，可認為相等?，F(xiàn)操作條件基本相同，故三種情況下的KyGH? aOG 于是所需填料塔高度之比為： ? ?11?1?:In1?hh:hIn1? 1132 ? ?11?1?1In?:? 0.01:0.01In0.1 : ?InIn 100Ig: ?Ig10 100 Ig : 2 :1:? 2 干燥第八章 5 ，計算：的空氣，如果濕球溫度為、溫個大氣壓）度為 50 30106-1 1.01331Pa（ （4）濕比容3）露點；（1）濕度；2）焓； 解：、 t=25?C1I=116kJ/kg,H=0.021

16、, d273?50 ?10.021? ? ?0.12?v 22.4? ? ? H 2731829 ? ? 已知一個干燥系統(tǒng)的操作示意圖如下： 6-2 圖中畫出過程示意圖 HI 在 求循環(huán)空 ，oC, C83A B 氣量q 理論干燥器 m,L 預(yù)熱器 oC 83?-1?干氣H=0.03kg-1 kg干氣kg H=0.01k1CA 80o4C 間壁冷凝器 冷凝水，?-1 h1kg 解：H=0.03 A 示意圖，見右圖 t=83=0.8 A? 1?HqH C m,L A 1 h? 50kg q?/ m,L 0.010.03 - =14tAH=0.01 A6-3 在一連續(xù)干燥器中干燥鹽類結(jié)晶，每小時處

17、理濕物料為 1000kg，經(jīng)干燥后物料的含 水量由減至（均為濕基），以熱空氣為干燥介質(zhì)，初始濕度為水?-1 H kg 40% 5%0.009kg 1絕干氣，離開干燥器時濕度為水?絕干氣，假定干燥過程中無物料損失，試-1 kg 0.039kg H 2求： （）水分蒸發(fā)是（水?）；-1q 1 kg h m,W（）空氣消耗（絕干氣?）；-1q kg 2hm,L原濕空氣消耗量（原空氣?）；-1q hkg m,L（）干燥產(chǎn)品量（?）。-1q h3kgm,G2解： ,w=5%q=1000kg/h,w=40 2mG11H=0.009,H=0.039 21q=q(1-w)=1000(1-0.4)=600kg/

18、h 1mGCmG1x=0.4/0.6=0.67,x=5/95=0.053 21q=q(x-x)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h 2mw1mGCq(H-H)=q mw2mL1q368.6 mw ? 12286.7q mL 0.009? 0.039 HH? 12 =q)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h(1+Hq mL1mL)(1-wq=q 2mG2mGCq600 mGC h/631.6kg? ?q? mG2 0.05 1 ?w1? 2 的物料干燥到 5%（均為濕基），已知每小時處理6-4 某廠利用氣流干燥器將含水 20% 進入干燥器，假設(shè)物料在干燥器中

19、的溫度變化不大，空氣的干 40，于的原料量為 1000kg 16.5，空氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進入干燥器，出干燥器的空氣干，濕球溫度為球溫度為 20 ，干燥器的熱損失很小可略去不計，試求：，濕球溫度為球溫度為 60 40-13 ？（以進預(yù)熱器的狀態(tài)計）?h （1）需要的空氣量為多少 m 空氣進干燥器的溫度？）（2-1-1-1 K?kg?1.88kJ 與 1.01 ，空氣與水汽比熱分別為kg?2491.27kJ 時水的汽化熱0 解： ,=60,t=40=0.05,q=1000kg/h,=16.5,t=20tw=0.2,w 2102101wmG=40t 2wQ=1.01q(t-t)+q(2490+1.8

20、8t)+q(-)+Q cmL212mw20mGCI=I 21查圖得：H=0.01,H=0.045 20I=(1.01+1.88H)t+2490H=(1.01+1.88H)t+2490H 2021120177.760+24900.045=(1.01+1.880.045) (1.01+1.880.01)t+24900.01=1.03t+24.9=177.7 11177.7 ? 24.9 ?t 148.4 ? 11.03 q=q(1-w)=1000(1-0.2)=800 1mGCmG1x=0.2/0.8=0.25,x=5/95=0.053 21q=q(x-x)=800(0.25-0.053)=157

21、.6 1mGCmw2q157.6 mw?q? 4502.9 mL 0.01 0.045 ?HH? 1 2 )=4502.9(1+0.01)=4547.9q(1+Hq= 0mLmL 0.126kg/s，空氣42%，經(jīng)干燥后為 4%（均為濕基），產(chǎn)品產(chǎn)量為6-5 濕物料含水量為 93后再送入干燥器中，離開干燥 21，相對濕度 40%，經(jīng)預(yù)熱器加熱至的干球溫度為 60%，若空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓干燥過程，試求：器時空氣的相對濕度為 H 上畫出空氣狀態(tài)變化過程的示意圖；在 I圖 （1） ，求絕干水?絕干氣水?（）設(shè)已查得絕干氣，-1-1 kgkg )H=0.03 kg2 =0.008kg H 20。絕

22、干氣?）空氣消耗量（-1q kg sm,L。（）預(yù)熱器供應(yīng)之熱量Qkw p 解： =0.126kg/sqw=0.42,w=0.04, =0.03 H 22mG12=II 21 t=931It=21,I=0.4,t=93,=0.6, =0.6 2201012=0.03=0.008,HH 20)(1-w)=q(1-wq 121mG2mG 0.04?w11 2qq? 0.209 ? 0.126? mGmG21 0.42?w11 t=21 01=0.6 0=0.209-qqq-= 2mG1mwmG0.126=0.0826 q0.0826 mw?qs/ ? 3.752kg mL 0.008? 0.03

23、H?H 12 0.008)(93-t)=3.752(1.01+1.88H-=q(II)=q(1.01+1.88)(t-Q 01mL1p0mL121)=301.2kg/s -1 有一連續(xù)干燥器在常壓下操作，生產(chǎn)能力為h（以干燥產(chǎn)品計）物料水 1000kg ?6-6 -1 ?，絕干物料的比熱為15 降為3%（均為濕基）物料溫度則由 至 28 1.3KJ kg12%分由 -1 ， kg 25絕干料，空氣的初溫為 ，濕度為0.01kg? 絕干空氣，經(jīng)預(yù)熱器后升溫至70 45 干燥器出口廢氣為，設(shè)空氣在干燥器進出口處焓值相等，干燥系統(tǒng)熱損失可忽略不計， 試求： 在 HI 圖上（或 tH 圖上）示意畫出濕

24、空氣在整個過程中所經(jīng)歷的狀態(tài)點； 3-1）（初始狀態(tài)?h下）； 空氣用量（m 為保持干燥器進出口空氣的焓值不變，是否需要另外向干燥器補充或移走熱量？其值為多 少？ 解： ,Ht=25=0.01,=15,=28,C=1.3,q=1000,w=12%,w=3%, 01122mG02s,I=45=t=70I,t 2211q=1000(1-0.12)=880,x=12/88=0.136,x=3/97=0.0309 2mGc1q=880(0.136-0.0309)=92.5 mw96.90.010.01)70+2490)t+2490H=(1.01+1.88I=(1.01+1.88H 0011I=(1.0

25、1+1.88H)45+2490H=45.5+2574.6H=96.9 2222H=(96.9-45.5)/2574.6=0.02 2q92.5 mw? 9250q?kg / h mL 0.01 0.02 ?HH? 1 2 =9250(1+0.01)=9343q mL q=IqI+qIQ+qI+ 21mGc21mGcDmLmL )(-q(C+Cx(I?q(I-I)+Q=q-I?)= 1w2mL1s211D2mGcmGc 0.136)(28-15)=21375kg/h=880(1.3+4.18 需若要=21375kg/hQ=II, D12 干，初始濕度水?用熱空氣干燥某濕物料?？諝獬跏紲囟?1 k

26、g 6-7 t =20 H=0.006Kg00 ；為此在干燥器中間設(shè)置加 氣。為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，空氣進干燥器的溫度不得高于90 時，再用中間加熱器90通入干燥器，當熱空氣溫度降至 60熱器。空氣經(jīng)預(yù)熱器升溫至 。假設(shè)兩段干燥過程均視為等焓過90，廢氣離開干燥器時的溫度變?yōu)?60將空氣加熱至 程。 H）圖上定性表示出空氣通過整個干燥器的過程；t HI（或 1、在濕空氣的 2、汽化每千克水所需的絕干空氣量和所需供熱量。 解： =60, t?=90t=20, H=0.006, t=t20012 90+24900.006106.9)tI=(1.01+1.88H+2490H=(1.01+1.880.0

27、06)0101 ）（ =1.0160+H1.8860+2490)I=(1.01+1.88H60+2490H2222 =106.9=60.6+2602.8H2 H=(106.9-60.6)/2602.8=0.01782 I?=(138.2=(1.01+1.8890+2490H)1.01+1.88H0.0178)90+24900.0178 122 I?=I?=60.6+2602.8H=138.2 212 H?=(138.2-60.6)/2602.8=0.03 2 q/q=1/(H?-H)=1/(0.03-0.006)=41.7=q/(H?-H) q1mLmwmw221mL Q=Q+Q=q(1.01

28、+1.88H)(t-t)+q(1.01+1.88H)(t-t) 002112mLmL02 =q(t-t)(1.01+1.88H+1.01+1.88H) 2mL010 =41.7(90-60)(2.02+1.880.006+1.880.03)2611.69 6-8 在一常壓氣流干燥器中干燥某種濕物料，已知數(shù)據(jù)如下：空氣進入預(yù)熱器的溫度 -1-1 絕干空氣；空氣進干燥器溫度為?kgkg 絕干氣，焓為 35kJ為 15濕含量為 0.0073kg 水?-1-1 kgkg 水?50；濕含量為 0.023，焓為 109 kJ?kg 絕干空氣；空氣出干燥器溫度為 90-1 絕干料；出干燥器物料含水量為 0.

29、01kg 水?kg水 絕干氣；進干燥器物料含水量為 0.15kg-1-1（按干燥產(chǎn)品計）。試求：h 絕干料；干燥器生產(chǎn)能力為 237kg?kg?-11 絕干空氣的消耗量（kg 絕干氣?h）； 3 m?進預(yù)熱器前風(fēng)機的流量（）；-1s 2 3 預(yù)熱器加入熱量（KW）（預(yù)熱器熱損失可忽略）。附濕空氣比容計算公式： 5 10。 P ) 1.0133 / ( t + 273 ) / 273 ( (V= 0.772 + 1.244H 解： ,H=0.023,=109,tI=35,t=90=50,t=15I,H=0.0073, 2100012x=0.15,x=0.01,q=237kg/h mG212 x=

30、w/(1-w),w=x/(1+x)=0.01/1.01=0.01 222222 q=q(1-w)=237(1-0.01)=234.6 2mG2mGc q=q(x-x)=234.6(0.15-0.01)=32.8 2mGcmw1 q=q/(H-H)=32.8/(0.023-0.0073)=2089.2 1mwmL2 q=q?v HmLv ? 273?t10.772?.244H?15273 ? ? ?0H 00.824 ?0.0073? 1.2440.772 ? 273273 3/h1721.5mq=2089.20.824 v （）90-15)=2089.2(1.01+1.880.0273)(1.

31、01+1.88HQ=q)(t-t 0pmL10160407 6-9 采用常壓操作的干燥裝置干燥某種濕物料，已知操作條件如下： 空氣的狀況：進預(yù)熱器前，水?絕干氣-1Htkg=0.01kg=20 O O 進干燥器前；t=120 1出干燥器時，水?絕干氣-1Htkg=0.05=70kg 22 物料的狀況：進干燥器前，（濕基）。w?=20%=30 11出干燥器時，（濕基）。w?=5%=50 22 絕干物料比熱?-1-1ckg=1.5kJ S干燥器的生產(chǎn)能力為 53.5kg/h（按干燥產(chǎn)品計）。試求： （）絕干空氣流量（絕干空氣?）；-1q h1kg m,L（）預(yù)熱器的傳熱量?；-1Q)2h(kJ P（）干燥器中補充的熱量?。-1Q)3h(kJ D假設(shè)干燥裝置熱損失可以忽略不計。 解： ,w=0.2,HH=0.01,t=120=0.05,t=70t=20=30, 1102021,w=5%,C=1.5,q=53.5=50 mG22s2 x=0.2/0.8=0.25,x=5/95=0.053 21 q=q(1-w)=53.5(1-0.05)=50.8 2mGc