【正文】 解：惰性氣體量： 113 s7 2 . 3 2 m o ls3 % ) m o l(12 2 . 4101 . 6 7 ?? ???????n , Bq （ 1） 0 .0 3 0 90 .0 31 0 .0 31 111 ??? , yyY 42 %)981( ?????A,Y 最小液氣比： 1 . 2 5 41 . 2 898%)(21212121m i n ??????????? mηXmYYYX*YYYqq ....n . Bn . c 操作液氣比： 8 8 5 ???n .Cn .Bqq 出塔液體濃度： 2211 A,A,A,n .Cn .BA, X)Y(YqqX ??? 01 6 ) 0 ( 1 4 ????? ? 用對數平均推動力法求 NOG： 11111 A,A,A,A,A, mXY*YYΔY ???? 0 1 0 1 6 3 0 ???? 22222 A,A,A,A,A, mXY*YYΔY ???? 44 ?? ????? 3442121 103 .4 4106 .1 860 .0 103ln106 .1 80 .0 103ln?????????A.A. , mΔYΔYΔYΔYΔY 化學工程習題答案 33 8 . 8 3 421 ?? ????? ?A . m ΔY YYN 用吸收因數法求 NOG： 8 ??? n .Cn .Bqqm ])1[(ln112221n . Cn . B..n . Cn . Bn . Cn . BOG qqmmXYmXYqqmqqmN ????????? ] ) [ ( 1 4 ??????? ? （ 2）截面積： 22 1. 85 mm1. 02. 73 30)( 27 31. 67 ?? ???S 傳質單元高度： 0 . 6 5 mm1 . 8 560 7 2 . 3 2 ????? saK qH Y n .BOG 填料層高度： 5 . 7 2 m8 . 8 m0 . 6 5 ????? OGOG NHH 1某直徑為 的填料塔，填料層高為 6m，填料為 25mm25mm 的拉西環(huán)。焦爐氣處理量為 ηXm39。試求當氣液比分別為 和 時，出塔氣體的極限濃度各為多少？ 解： 0 . 0 2 0 40 . 0 21 0 . 0 21 111 ????? . yyY （ 1） 2時 ， 該值 小于 1 . 5當 ?? mqq n .Bn .c 操作線與平衡線在塔底相 交，如附圖（ 1）中 a 點。K 1試在 YX 圖上定性繪出與下列流程相對的平衡線，并標明各操作線端點坐標。k ，同理求得： 26112613sm103 . 3 1 2 Pasmm o l103 . 2 6 9時 ，Pam0 . 9 8 7 m o l當 ??????????? ???????? 39。Pa1 及 H ＝ 解：（ 1）求各項推動力 pA－ pA*=104 Pa－ 103 Pa =104Pa )( , iAAGA ppkN ??? Pa101 . 0 1 3Pa103 . 9 4 90 . 0 4 46 ??????? ?G AA , iA kNpp 又∵ Hcp A*A? ∴ 134133 . p am o l. m101 . 2 3 4. p am o l. m108 . 1 0 41 . 0 0 ?????? ????? AApcH 3344 2 . 6 2 5 m o l . mm o l . m101 . 2 3 4102 . 1 2 7 ?? ??????? .Hpc AA 333 1 . 6 2 5 m o l. m1 . 0 0 m o l. m2 . 6 2 5 m o l. m ??? ????? AA cc Pa101 . 1 1 4Pa101 . 0 1 3Pa102 . 1 2 7Pa101 . 0 1 3 4444 ????????? AA , i pp 化學工程習題答案 27 3344 1 . 3 7 5 m o l. mm o l. m101 . 2 3 4101 . 1 1 4 ??? ?????? .Hpc A , IA , l 333 0 .3 7 5 m o .0 0 m o .3 7 5 m o ??? ???? AA , i cc （ 2）求 kL、 KG、 KL 對于定常傳質過程， NA 為定值，則： )( ??? AAGA ppKN )ccK AAL ??? ( )( AA,iL cck ?? ∴ 11261124 . P o l . m103 . 0 3 7. P o l . m101 . 3 1 70 . 0 4 ??????? ??????? AA AG pp NK 11 0 . 0 2 4 6 m . sm . s1 . 6 2 50 . 0 4 ?? ?????AAAL cc NK 11 0 . 1 0 7 m . sm . s0 . 3 7 50 . 0 4 ?? ????AAiAL cc Nk 1某 一填料塔進行吸收操作。m2Pa1，液相吸收分系數 kL=105mPa1， kG=105 mol yA*=25 xA 與 xA=3104 呈平衡的 yA*=253104=103 △ yA′= yA－ yA*=－ 103= 與 yA= 呈平衡的 ??*xA 化學工程習題答案 24 △ xA′= xA*－ xA=－ 3104=7104 塔底堆動力增加至原有的 1 7 ??AAΔy 39。m3 呈平衡的氣相分壓為： 2 2 2 6 P a0 .0 1 1 43 6 .2 5 ??? Hc*p AA 傳質推動力為： pA－ pA * =3039 Pa－ 2226 Pa =813Pa （ 2）因為 molm3 13136 3 Pam0 . 0 1 1 4 m o lPamm o l18104 . 8 5 109 9 5 . 7 ???? ??????? ??? HM ρE （ 1）與 pA=3039Pa 呈平衡的液相濃度為 cA=pAm3s1。s1，大氣壓 105Pa。s1。m2αα39。 20T39。39。試問，應采取何種措施，才能完成任務。39。 解：（ 1）丁醇的定性溫度為 C70C2 5090 ?? ???mt，此時丁醇的比熱為 Cp= ?? ???????mΔt 原來的傳熱速率方程 : )100150(, ?? ?????? dLnKtKACq mhphm ? 后來的傳熱速率方程 : C7039?，F要求油的出口溫度降至 80℃，假設油和水的流量、進口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長為 1m，試求此換熱器的管長增至多少米才能滿足要求。M1K 1，鋼的導熱系數為 45WφAΔt ℃ 某單程列管式換熱器，由直徑 φ 25mm 的鋼管束組成，苯在列管內流動，流量為 ??? ? 12120 . 40 . 8Km1 6 4 0 WKm0 .9 3 8 W5 .4 17 4 5 80 .0 20 .6 1 80 .0 2 3????????????? 溫度為 90℃的甲苯以 1500kgK 1 有一列管式換熱器、蒸汽在管外冷凝，加熱管內的冷水，水的進出口溫度分別為 20℃和 40℃ ，水的流速為 1m若不銹鋼管內壁溫度為 260℃ ，保溫層最外層的壁溫為 35℃ ，問每米管長的熱損失為多少？ 解：不銹鋼管的內半徑為 r1=20mm，外半徑 r2=25mm，∴ r2/ r12，故可按算術平均求平均面積 : L..πLπrAmm ???? m2 020205022 11 石棉層內半徑 r2=25mm，外半徑 r3=55mm ∵ r3/ r22， 需按對數平均求傳熱面積 mm2 ???mr 化學工程習題答案 10 LLπrA mm ???? 22 ? 保溫灰層內半徑 r3=，外半徑 r4= 3 ???mr LLπrA mm, ???? 0 . 0 6 9 m22 33 ? 33322211141 AmλδAmλδAmλδ ttq ?? ??? 故每 米 管長的熱損失為 111m1 3 8 . 9 WmW1 . 6 1 9 4225 mW0 . 0 6 920 . 0 70 . 0 3 . 20 . 0 3202020502160 . 0 0 535260 ????????????????????..πq / L 某蒸汽管外包扎有二層厚度相等的絕熱材料，外層的平均直徑為內層平均直徑的兩倍，而外層的導熱系數為內層的 1/2，若將此兩種絕熱材料互換位置，各層厚度與原來的一樣，設蒸汽管外壁溫度及外層絕熱曾的外側面溫度與原來情況分別對應相等，各絕熱材料的導熱系數值不因互換位置而異，問哪種情況的散熱小？ 解：多層圓筒壁的導熱計算式為： 222111 Amλ δAmλ δΔtq?? 設下標 1 代表內層，下標 2 代表外層 依題意：121221 221 mm dd，λλδ ，δδ ???? 故 Am2 =2Am1 (Am=πdm若計算結果與實測的熱損失不符，試分析原因并計算附加熱阻。 ????? Heq HeqPP VVee 即泵的功率增加到原來的 倍 1某車間現有一臺離心泵，泵的銘牌上標明其流量 qv=30m3 2? Re2Re ?39。h 1 l=60m ρ=1000kgm3， l＝ ， z1=， z2= 化學工程習題答案 6 d 內 ＝（ 59－ 2 3） mm＝ 53mm＝ 取貯槽液面為截面 11’,高位槽液面為截面 22’,取經泵體中心且與地面平行的截面為水平基準面，在 11’，和 22’截面之間列柏努利方程。kg1（ 不包括流經噴頭的能量損失 ） ，泵的效率為 ，求泵的軸功率。s 1 = h1，試判斷物料在管中的流動形態(tài)。s，試計算流體流過 200 米長直管的能量損失 hf及壓強降 Δ p。 所以方程簡化為：ρpuρpu 22212122 ??? p1－ p2 可由 U 形管壓差計讀數求?。? p1－ p2=ρ0gR=1000= Pa 所以： 2222212122 s8 1 0 . 7 4 msm1 . 2 14 9 0 . 522 ?? ??????? ρ )p(puu （ 1） 1212 4250 50 u)..(uu ?? （ 2） 將式（ 2）代入式（ 1）得： 222121 sm748 1 04 ???? .u)u( u1=h 1，若 料 液在管內流動的能量損失為 g+Rm3，以圖中的 m及 n 面為參考面計算： pm=pA+h左側水銀面與 測 壓口中心線垂直距離 h= 試求測壓口中心截面處的絕對壓強。ρHg在圖（ 1）的情況下，器內的絕壓、表壓各是多少毫米汞柱？圖（ 2）的情況下，器內的絕壓和真空度各是多少毫米汞柱？ （ 1 大氣壓 =760 毫米汞柱） 解：（ 1） p 表壓 =200mmHg p 絕壓 =760mmHg +200mmHg =960mmHg （ 2） p 真空度 =200mmHg p 絕壓 =760mmHg－ 200mmHg =560mmHg 用高位槽向反應器加料，料液密度為 900kg（空氣的平均密度為 kg 某流體在內徑為 ，流速為 s。（孔流系數 C0 取 ） 解：水銀的密度 ρ0=13600 kgm3 的溶液，今用泵 3 將溶液從貯槽 11’輸送至常壓吸收塔的頂部，經噴頭 2 噴到塔 1 內以 吸收某種氣體，如圖所示。輸送管道為 φ59mm3mm 的鋼管（光滑管），管長共計 ，管路系統(tǒng)有 10 個 90o 標準彎頭，全開閘閥 2 個，搖板式止逆閥 1 個，試求泵所需要的揚程（水柱高度表示）。（已知水的密度是1000kgReRe ff H39。2.uuHHHeHegudlelHfff???????????????? 39。m1K1 1(內層 ) 耐火磚 200 2 絕熱 磚 100 3 鋼 6 45 若耐火磚層內表面的溫度 t1 為 1150℃ ,鋼板外表面溫度 t4 為 30℃ ,又測得通過爐壁的熱損失為 300WK 1，石棉層外再包 30mm 厚的保溫灰，導熱系數 λ1=s1，試求空氣與管內壁之間的對流傳熱膜系數。s1