化工原理下冊重點(diǎn)公式及典型例題

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載1、平衡溶解度： cAH pA ，溫度升高不利于吸收，故TH ， E.越易溶的氣體 H 越大， E 就越小。2、氣相平衡分壓：pA =cA / H氣膜控制物系 ：易溶氣體如 NH 3；液膜控制物系 ：難溶氣體如 CO2 、O2.3、 pAE xAE 為亨利系數(shù)；此式表明溶質(zhì)氣體在溶液面上方的平衡分壓與溶質(zhì)在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。4、與液相（摩爾分?jǐn)?shù)為x）平衡的氣相摩爾分?jǐn)?shù)5、氣相失去的等于液相得到的.Ga， Gb :氣體組分出塔、入塔的流率G，L :通過塔任一截面的汽、液流率xa， xb : 入塔、出塔液體的摩爾分?jǐn)?shù)Yb， Ya : 吸收前、后溶質(zhì)在氣相中的摩爾比6、全塔 物

2、料衡算 G( yy)L( xx)ymxxy / myamxaLa， Lb : 液體組分入塔、出塔的流率ya， yb : 出塔、入塔氣體的摩爾分?jǐn)?shù)x，y :任一截面的氣、液的摩爾分?jǐn)?shù)X a， Xb :吸收前、后溶質(zhì)在液相中的摩爾比LybyaLYbY液氣比xbxaGX bXG7、 X 、 Y 為組成摩爾比 ： X=x/1-x， Y=y/1-y ； X b=x b/1-x b， Y b=y b/1-y b； xb= X b /1+x b8、吸收過程操作線在平衡線上方，解吸則在下方。通常入塔氣體的摩爾分?jǐn)?shù)yb<0.1 時，可作為低濃度氣體處理。對于低濃度氣體,可以近似用摩爾分?jǐn)?shù)代替摩爾比。9、最

3、小液氣比 ( L )minYbYa( L ) minybyax bybX bxbGX bX aGx bxam1 xb10、吸收率 =1-Y a/Y b當(dāng)溶質(zhì)含量較低（<5% ）時， Y a=y aYb =yb則 =1-y a/yb11、塔頂氣相總推動力yaya yaya mxa塔底氣相總推動力 ybybybyb mxb推動力的對數(shù)平均值ymybya故填料層高度 h0H OG NOGG ybyaln( yb /ya )K y aym12、 NOGybyady1ln (1 S) ybmxaS脫吸因數(shù) S mG / Ly y1 Syamxa當(dāng)xa =0時，ybmxa = yb11,則此時， N

4、OG1ln(1S)1Syamxaya1S113、理論板數(shù) N 與氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG 的關(guān)系：NA1S1NOGA ln Aln S14、相平衡方程： yxy， y1xD對于二元物系 ,xA =1- xB, yA =1- yB .1(1)x或 x(1) y學(xué)習(xí)必備歡迎下載15、F- 進(jìn)料液流量， D- 塔頂餾出液， W- 塔底釜液。 餾出液采出率=D/F ；釜液采出率 =W/F；輕組分回收率DxD .FxFW xWxDF xFxWWF xDxF16、 FxDDxDxWxDxWxF17、精餾段： yRx1xD（精餾段 y1xD ）提餾段： yL 'xWxWR 1R1L 'WL &

5、#39; W18、 q 線方程（進(jìn)料方程） ： yqxxFq：進(jìn)料液中液相所占的分率；L=RDL·qq 1=L+qF119、L：精餾段液流量··V=(R+1)DV·L ：提餾段液流量 ；V ：精餾段汽流量V ：提餾段汽流量；=V-(1-q)F=L -W20、最小回流比 Rminx Dye ye、 xe 是相平衡關(guān)系 全回流操作，即R= ， F=D=W=0yexe21、對于常見的飽和液體進(jìn)料（q=1）有 xe =xF1xD(1xD )(Rmin )q=1 =xF1xF122、 萃取 分配系數(shù) kAyA / xA分配系數(shù)越大，每次萃取所取得的分離效果越好。2

6、3、選擇性系數(shù)yAxB / yB xAkA / kB單級萃取 FSRE24、濕度 ：單位質(zhì)量干空氣中所含水汽的質(zhì)量，濕度：H0.622pwpw：水蒸氣的分壓， P：總壓 .Ppw25、相對溫度 ：空氣中水汽分壓pw 與同溫度下飽和水蒸氣壓ps 之比， 相對溫度 ：pwps26、濕度 H 與相對濕度 的關(guān)系： H0.622psttwtastdPps27、濕比熱容： c 1.011.88 HkJ?kg-1 ?K -1濕空氣的焓：I(1.01 1.88 H )t 2492 H28、濕基含水率w ：以濕物料為基準(zhǔn)的含水率（質(zhì)量分率）wXL H 2H 1WX129、干基含水率X ：以絕對干料為基準(zhǔn)的含水

7、率（質(zhì)量比）XwI1 I2 ，H0H 1w130、 W Gc( X1X 2 )L(H 2H 1 )G1G2G1( w1w2 ) G2( w1w2 )GcG1(1 w1) G2(1 w2 )1w21w131、比空氣用量（汽化1kg 水分）： lL1=1WH 2H 2H 0H 132、預(yù)熱器內(nèi)所需的熱量：qpI1I 0LI 2I 0Lc t1t0理想干燥器熱效率t1t2H 2H 0t1t0G1：進(jìn)入干燥器的濕物料質(zhì)量流率G2：離開干燥器的物料質(zhì)量流率H1：進(jìn)干燥器的空氣濕度H2：出干燥器的空氣濕度學(xué)習(xí)必備歡迎下載L：干空氣的質(zhì)量流率Gc：濕物料中絕干物料的質(zhì)量流率w1 w2/X 1X 2：干燥前后

8、物料的含水率（干基、濕基）1、變吸收為脫吸（解吸）的措施：升溫、減壓、通入惰性氣體、通入水蒸氣。2、選擇吸收溶劑的主要依據(jù):溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸汽壓低損失小。3、吸收、精餾、萃取的原理分別是混合物中各組分在溶劑中溶解度、揮發(fā)度、溶解度 的差異。4、板式塔的不正常操作現(xiàn)象液泛、液沫夾帶、漏液。干燥是 傳質(zhì)和傳熱 同時進(jìn)行6、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)：鼓泡狀態(tài)、蜂窩狀態(tài)、泡沫狀態(tài)（最好）、噴射狀態(tài)。7、板式塔類型篩板塔（鼓泡接觸） 、泡罩塔（鼓泡接觸） 、浮閥塔（鼓泡接觸） 、舌片板塔與浮舌板塔（噴射接觸） 。8、壓降 ：篩板塔 <浮閥塔 <泡罩塔；生產(chǎn)能力 ：篩板塔 &g

9、t;浮閥塔 >泡罩塔9、對流干燥過程的特點(diǎn)傳熱、傳質(zhì)同時進(jìn)行。常用的填料：散裝填料、規(guī)整填料10、平衡含水量指定空氣條件下，物料被干燥的極限為平衡含水量。11、自由含水量物料含水超出平衡含水量的那部分為自由含水量。12、干燥操作中，干燥介質(zhì)（不飽和濕空氣）經(jīng)預(yù)熱后濕度不變 ，相對濕度 減小 。13、實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括塔頂液相回流和塔底上升蒸氣。14、物料干燥時的臨界水分是指由恒速干燥轉(zhuǎn)到降速干燥的臨界點(diǎn)的物料含水量，它比物料的結(jié)合水分大 。15、在多級逆流萃取中， 欲達(dá)到同樣的分離程度， 當(dāng)溶劑比為最小值時，則所需理論級數(shù)為 （無窮 ）。此時必有一條 （聯(lián)結(jié)）線與（ 操作 ）線重

10、合。16、氣液兩相在填料塔內(nèi)逆流接觸時，（潤濕的填料 ）是主要的接觸表面積。17、浮閥塔與泡罩塔，其最主要的改進(jìn)是（形成可變氣道，拓寬高效操作區(qū)域）。18、分配系數(shù) kA<1 表示： 萃取相中 A 組分的濃度 <萃余相中 A 組分的濃度 。19、萃取操作中選擇性系數(shù)與精餾操作中相對揮發(fā)度 的含義十分相似。20、進(jìn)行萃取操作時，應(yīng)使用（選擇性系數(shù) >1）。學(xué)習(xí)必備歡迎下載1、 常壓下以空氣為干燥介質(zhì)干燥某種濕物料，干空氣用量為2000kg/h ，溫度為25，濕度為0.01kg 水 /kg 干空氣，空氣先經(jīng)預(yù)熱器加熱至95后再進(jìn)入干燥器，要求將濕物料的含水量從10干燥至1 ( 均

11、為濕基含水量) ，干燥器的生產(chǎn)能力為350kg/h （干燥產(chǎn)品），若干燥過程可視為理想干燥過程。試求：（1）水分蒸發(fā)量； （ 2）離開干燥器空氣的濕度和溫度；（ 3）預(yù)熱器對空氣提供的熱量。12解：（1） WG2110.10.0135035Kg / h（ 3）分10.1WL=2000kg/hH1=H0 =0.01Kg 水/kg 干空氣（2） LHH 21H2=0.0275 kg 水 /kg 干空氣（ 3）分I 1=I 2所以（ 1.01+1.88H 1）t 1+2490H1=（1.01+1.88H 2） t 2 +2490H(1.01+1.880.01)95+24900.01=(1.01+1.

12、880.0275)t +24900.02752t 2=51（5）分（3） QpL (1.011.88 H)( t1t)1020001.880.01)(9525)(1.01（4 分）360040.0Kw2、 用清水吸收氨空氣混合氣中的氨?；旌蠚膺M(jìn)塔時氨的濃度y1 0.01（摩爾分率），吸收率90，氣液平衡關(guān)系 y = 0.9x 。試求：（ 1）溶液最大出口濃度xb ；（ 2）最小液氣比； （ 3）取吸收劑用量為最小吸收劑用量的2 倍時，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為多少？（4）氣相總傳質(zhì)單元高度為0.5m 時，填料層高為多少米？解： 已知 y1 0.01， =90%， y2 = y 1(1- ) = 0.0

13、1(1-0.9) = 0.001x2 = 0 ，x1 = y1/0.9 = 0.01/0.9 = 0.0111(L/G) min = (y 1-y2)/(x 1e-x2)= (0.01-0.001)/ （ 0.01/0.9） = 0.811L/G = 2 (L/G) min = 2 ×0.811 = 1.62x1 = (y 1-y2)/(L/G)+x 2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556y1e = 0.9 × 0.00556=0.005ym =（ (0.01-0.005)-(0.001-0)） /ln(0.01-0.005)/0.001 = 0.0

14、025NOG= (y 1-y2)/ ym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6h 0.5× 3.6 = 1.8m3、 某精餾塔分離，混合液，料液為含和各為的飽和液體，處理量為100 ，塔頂、塔底的產(chǎn)品量各為，要求塔頂組成D（摩爾分率） ，取回流比為，間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器，試求： 塔底產(chǎn)品組成； 塔頂全凝器每小時冷凝蒸汽量； 蒸餾釜每小時產(chǎn)生蒸汽量； 提餾段操作線方程式； 相對揮發(fā)度 =3，塔頂?shù)谝粚影宓陌逍蔈ml=0.6，求離開第二塊板(實(shí)際板 )的上升蒸汽組成。解：F× xF=D × xD+W ×xW,100 ×0

15、.5=50 ×0.9+50xW,xW =0.1 V=(R+1)D=(5+1) × 50=300(kmol/h)學(xué)習(xí)必備歡迎下載 V'=V-(1-q)F=300-0=300(kmol/h) ym+1 '=L' ×x m'/V'-W × xW /V'=(5 × 50+100)x m'/300-50 ×0.1/300=1.167x m'-0.0167* EmL1 =(x D-x1)/(x D-x1 ) -(1)*x1 =y1/( -( -1)y)=0.9/(3-2 ×

16、0.9)=0.75,代入 (1) 式: 0.6=(0.9-x1)/(0.9-0.75),x1=0.81y2=R×x1/(R+1)+xD/(R+1)=5 0.×81/(5+1)+0.9/(5+1)=0.8254、某廠利用氣流干燥器將含水20的物料干燥到 5 （均為濕基），已知每小時處理的原料量為1000kg ，于 40進(jìn)入干燥器，假設(shè)物料在干燥器中的溫度變化不大，空氣的干球溫度為20，濕球溫度為 16.5 ，空氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入干燥器，出干燥器的空氣干球溫度為60，濕球溫度為 40，干燥器的熱損失很小可略去不計(jì)，試求: （ 1）需要的空氣量為多少 m3 .h1 ?（以進(jìn)預(yù)熱

17、器的狀態(tài)計(jì)）（ 2）空氣進(jìn)干燥器的溫度?（附空氣濕度圖）0時水的汽化熱2491.27kJ. kg1 ，空氣與水汽比熱分別為1.01 與1 .K 1 。解：（1） G C=1000(1-0.2)=800kg.h1 ， 1 =20/(100-20)=20/80=0.25, 2 =0.05/(1-0.05)=0.05263 GC ( 1- 2)=800(0.25-0.05263)=157.9kg.h1由 H圖得： H0=0.011, H 2 =0.040, H 1 =H 0V / （ H2 H1） 157.9/(0.04-0.011)=5444.8kg.h1v H =22.41/29× (

18、273+20)/273+0.011×22.41/18× (273+20)/273=0.8441 V v H =5444.8 × 0.844=4596 m 3 .h1（ 2） LC H1（ 1 2）（ iV2 CW 1 ）C H1 =1.01+1.88H1=1.031iV 2 =2491.27+1.88 2 =2604.31kJ.kg1CW =4.187kJ.kg1.K 15444.8× 1.031( 1 -60)=157.9(2604.31-4.187× 40) 1 -60=68.54 1 =128.545、用常壓連續(xù)精餾塔分離苯甲苯混合物，原

19、料中含苯0.44，塔頂餾出液中含苯0.96（以上為摩爾分率） 。進(jìn)料為汽液混合物，其中蒸汽與液體量的摩爾比為1:2。已知苯對甲苯的相對揮發(fā)度為2.5，操作回流比為最小回流比的1.5倍，塔頂采用全凝器，試求：原料中氣相與液相的組成；離開塔頂?shù)诙永碚摪宓恼羝M成。解： 1. 由題意 :q=2/3學(xué)習(xí)必備歡迎下載y=2.5x/(1+1.5x) (平衡方程 )(1)y=q/(q-1)x-x F/(q-1)=-2x+1.32(2)聯(lián)解兩方程求進(jìn)塔汽 -液組成分別為 yq=0.59 , x q=0.3652. Rmin=(x D-yq)/(y q -xq)=(0.96-0.59)/(0.59-0.365

20、)=1.64R=1.5R min=2.46精餾段操作線方程為 y=0.71x+0.277由 y1=xD 及平衡方程求x1即有 0.96=2.5x 1/(1+1.5x 1)求得 x1=0.906由操作線方程得 :y2=0.71x1+0.277=0.926、今有連續(xù)逆流操作得填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。已知處理氣量為31000 m /h（操作狀態(tài)） ，原料氣中含甲醇 7%（體積百分?jǐn)?shù)） ，吸收后水中含甲醇量等于與進(jìn)料氣體中相平衡時濃度的67。設(shè)在常壓 25下操作，吸收的平衡關(guān)系取為Y1.15X，甲醇回收率要求為98， KY0.5kmol /(m2h) ，塔內(nèi)填料的有效表面積為200 m2

21、/m3 ，塔內(nèi)氣體的空塔氣速為0.5 m/s。試求：（ 1）水的用量， kg/h ；（ 2）塔徑；（ 3）傳質(zhì)單元高度H OG ；（ 4）傳質(zhì)單元數(shù) NOG ；（ 5）填料層高度。解：（ 1） Y1y110.070.0753Y2 Y1(1) 0.0753(1 0.98)1.510 31y10.07X167% X1*0.67Y10.07530.670.0439X 20m1.15V1000 (1y1 )2731000(10.07)27338kmol / h22.4(27325)22.4298LY1Y20.07531.510 31.68L1.68V1.6838 63.8kmol / h1.15 10

22、 3 kg / hVX1X 20.04390（ 2） Vs1000m3/ s ， u 0.5m / s3600D4Vs410000.84 mu36003.140.5（3） HOGV380.686mKY a0.5200240.84（ 4）用平均推動力法：Y10.0753 ， Y21.510 3， X10.0439， X 20Y1*1.15 X11.150.0439 0.0505 ， Y2*1.15 X 20Ym(Y1Y1* )(Y2 Y2* )(0.07530.0505)(1.510 30)8.310 3Y1Y1*ln0.07530.0505ln Y2Y2*1.5 1030N OG1l n(1m

23、V ) Y1mX 2mV1l n (11.15)0.075301.15.mVL Y2mX 2L11.151.68 1.5 10 30 1.688 891L1.68（5） ZH OGN OG0.6868.896.1m學(xué)習(xí)必備歡迎下載7、流率為 0.04kmol/(m 2s) 的空氣混合氣中含氨2%（體積 %），擬用一逆流操作的填料吸收塔回收其中95%的氨。塔頂噴入濃度為 0.0004 （摩爾分?jǐn)?shù)）的稀氨水溶液，液氣比為最小液氣比的1.5 倍，操作范圍內(nèi)的平衡關(guān)系為y = 1.2x ，所用y3填料的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù) K a=0.052kmol/(ms) ，試求：(1) 液體離開塔底時的濃度（摩爾

24、分?jǐn)?shù)）；(2) 全塔平均推動力 y m； (3) 填料層高度。解：屬于低濃氣體吸收(1)%.Ly1y2.y2y1 10 020 00121950 001Gy1.1 168m inx20 02m.0 00041 2LLx1y1y2x20.02 0.0011.51.51.1 68 1.75 2L G1.7520.0004 0.0112GG m i n(2)y1y1mx10.021.20.012 0.00656y2y2mx20.0011.20.00040.00052ymy1y20.006560.000520.00238y10.00656lnlny20.00052(3)N OGy1y20.020.0017.98，H OGG0.04H OGNO