化工原理課后題答案(部分)-在線瀏覽
2024-08-04 16:30本頁面
【正文】 餾段 x139。x/（L39。W） 飽和液體進(jìn)料 q = 1 L39。W）= （L+F）/V = 1 + W/（3D）由物料平衡 FxF = WxW + DxDD + W = F 代入數(shù)據(jù)可得 D = W L39。W）= 4/3 W/（L39。 = 4x39。2= 由平衡關(guān)系式 y = αx/[1 +(α1)x] 得 x39。3= x39。4= x39。5= x39。5 xW = x439。已知回流液的泡殿溫度為83℃，104kJ/kmol，平均比熱為140 kJ/(kmol即改變了q的值 精餾段 不受q影響，板層數(shù)依然是3塊 提餾段 由于q的影響，使得 L39。W）和 W/（L39。/（L39。/（L39。W）= D/[3D F(1q)]= 1/（1+2q）= ∴ 提餾段操作線方程為 y = x139。 = x239。 = x339。 = x439。 = x539。 xW = x439。若于精餾段側(cè)線取料，其摩爾流量為餾出液摩爾流量的1/2，側(cè)線產(chǎn)品為飽和液體。物系平衡數(shù)據(jù)見例17。 如圖，理論板層數(shù)為10塊（不包括再沸器） 出料口為第9層；側(cè)線取料為第5層184。原料液中含A ，餾出液中含A （以上均為摩爾分率）。解：在最回流比下，操作線與q線交點(diǎn)坐標(biāo)（xq ，yq）位于平衡線上；且q線過（xF ，xF）可以計(jì)算出q線斜率即 q/(1q)，這樣就可以得到q的值 由式147 Rmin = [(xD/xq)α(1xD)/(1xq)]/（α1）代入數(shù)據(jù)得 = [()()/(1xq)]/（） ∴xq = 或xq = （舍去）即 xq = 根據(jù)平衡關(guān)系式y(tǒng) = （1 + ）得到y(tǒng)q = q線 y = qx/（q1） xF/（q1）過（，），（，）q/（q1）= （）/（）得 q = ∵ 0 q 1 ∴ 原料液為氣液混合物（易揮發(fā)組分的摩爾分率，下同）的兩組分理想溶液。塔頂采用分凝器和全凝器，分凝器向塔內(nèi)提供回流液。試求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若餾出液量為100kmol/h，則原料液流量為多少？解：（1）在塔頂滿足氣液平衡關(guān)系式 y = αx/[1 +(α1)x] 代入已知數(shù)據(jù) = [1 + (α1)] ∴α= 第一塊板的氣相組成 y1 = （1 + ） = （1 + ）= 在塔頂做物料衡算 V = L + D Vy1 = LxL + DxD （L + D）= + ∴ L/D = 即回流比為 R = 由式147 Rmin = [(xD/xq)α(1xD)/(1xq)]/（α1）泡點(diǎn)進(jìn)料 xq = xF ∴ Rmin = （2）回收率DxD/FxF = 96％得到F = 100（）= kmol/h。操作條件下苯甲苯混合液的平衡數(shù)據(jù)如下： x y 解：假設(shè)測得相鄰三層板分別為第n1層，第n層，第n+1層即 xn1 = xn = xn+ 1 = 根據(jù)回流條件 yn+1 = xn∴ yn = yn+1 = yn+2 = 由表中所給數(shù)據(jù) α = 與第n層板液相平衡的氣相組成 yn* = （1+）= 與第n+1層板液相平衡的氣相組成 yn+1* = （1+）= 由式151 EMV = （ynyn+1）/（yn*yn+1） 可得第n層板氣相單板效率 EMVn = （xn1xn）/（yn*xn） = （）/（） = ％ 第n層板氣相單板效率 EMVn+1 = （xnxn+1）/（yn+1*xn+1） = （）/（） = 64％第2章 吸收,25℃時(shí),若100g水中含氨1g,。kPa)及相平衡常數(shù)m解：液相摩爾分?jǐn)?shù) x = （1/17）/[（1/17）+（100/18） = 氣相摩爾分?jǐn)?shù) y = 由亨利定律 y = mx 得 m = y/x = 液相體積摩爾分?jǐn)?shù) C = （1/17）/（101103/103）= 103 mol/m3 由亨利定律P = C/H 得H = C/P =(m3式中：P為氧在氣相中的分壓kPa；x為氧在液相中的摩爾分率。解：氧在氣相中的分壓P = 21％ = 氧在水中摩爾分率x = （106）= 103 每立方米溶有氧 10332/（18106）= 3．某混合氣體中含有2％（體積）CO2，其余為空氣。從手冊中查得30℃時(shí)CO2在水中的亨利系數(shù)E = 105 kPa，試求溶解度系數(shù)H kmol/(m3解：由題意 y = ，m = E/P總 = 105/ = 103 根據(jù)亨利定律 y = mx 得x = y/m = 103 = 即每100g與該氣體相平衡的水中溶有CO2 44100/18 = gH =ρ/18E = 103/（10105）= 104kmol/(m3甲醇在氣，液兩相中的濃度都很低，平衡關(guān)系服從亨利定律。kPa)，氣膜吸收系數(shù) kG = 105 kmol/(m2kPa)，液膜吸收系數(shù) kL = 105 kmol/(m2kmol/m3)。 解：由1/KG = 1/kG + 1/HkL 可得總吸收系數(shù)1/KG = 1/105 + 1/（105）KG = 105 kmol/(m2kPa)氣膜阻力所占百分?jǐn)?shù)為 ：（1/ kG）/（1/kG + 1/HkL）= HkL/（HkL+ kG）= （）/（ + ）= = ％，操作溫度為27℃。試根據(jù)上題有關(guān)的數(shù)據(jù)算出該截面上的吸收速率。ss) = kmol/(m2該系統(tǒng)符合亨利定律。試計(jì)算操作液氣比L/V及出口組成X。氨的吸收率為95％，( m3已根據(jù)熱效應(yīng)計(jì)算出塔內(nèi)氨水濃度與起慰問度及在該溫度下的平衡氣相濃度之間的對應(yīng)數(shù)據(jù)，列入本題附表中試求塔徑及填料塔高度。 = () = = = （103）/（313） = mol/sHOG = V/(KYaΩ) = (103)/()
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