化工原理习题指导下册大题详细解答

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1、化学工业出版社-化工原理习题指导大题详细解答5-26.在25°C下，用C02浓度为0.01kmol/m3和0.05kmol/m3的C02水溶液分别与C02分压为50.65kPa的混合气接触，操作条件下相平衡关系为A=l.66X105HkPa),试说明上述两种情况下的传质方向，并用气相分压差和液相摩尔浓度差分别表示两种情况下的传质推动力。解：x=c、」=0.01xl8/1000=1.8xl(r4PsA*=l.66X105X1.8X10'4=29.9(kPa)A=50.65kPa〉p?所以传质方向为溶质由气相到液相(吸收过程)

2、以气相分压差表示的传质推动力为=50.65-29.9=20.8kPa与C02分压为50.65kPa的气相呈相平衡的液相摩尔浓度c=n1000x50655=0.017kmol/m3MsE18xl.66xl05以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为Aca=c*-cA=0.017-0.01=0.007kmol/m3MX=CA^=0.05x18/1000=9.0xio-4PsAA*=l.66X105X9.0X104=149.4(kPa)A=50.65kPa

3、=/?；-pA=149.4-50.65=98.8kPa以液相摩尔浓度差表示的传质推动力为Aca=cA-c=0.05-0.017=0.033kmol/m35-27.在一填料塔内用清水逆流吸收某二元混合气体中的溶质A。已知进塔气体中溶质的浓度为0.03(摩尔比，下同)，出塔液体浓度为0.0003,总压为lOlkPa，温度为40°C,问：(1)压力不变，温度降为20°C时，塔底推动力(Y-Y*)变为原来的多少倍？(2)温度不变，压力达到202kPa,塔底推动力(Y-Y*)变为原來的多少倍？己知：总压为lOlkPa,温度为40'

4、C时，物系气液相平衡关系为Y*=50X。总压为lOlkPa，温度为20°C吋，物系气液相平衡关系为Y*=20X。解：总压为lOlkPa,温度为40°C时r*=mX=50xix~4二0.015所以卜-ri=0.03-0.015=0.015(1)压力不变，温度降为20°C时y*=20x3x10—4二0.006所以—K*)2=0.03—0.006=0.024(r-rl0.024,(r-y+),0.015(2)压力达到202kPa,温度为40°CMp1m=—m=—x50=25P22y*=m'X=25x3x10^=0.00750

5、.03-0.00750.02251.5倍(y~r)2_0-0225(r-y*)~o.oi55-28.在一填料塔中进行吸收操作，原操作条件下，kYa=kxa=O.026kmol/m3.s,己知液相体积传质系数kxaocL(h66。试分别对m=0.1及m=5.0两种情况，计算当液体流量增加一倍时，总传质阻力减少的百分数。解：(1)=0.1吋—=丄+—!—=—!—+——=423.08(m3-s)/kmolKxakxamkYa0.0260.1x0.0260.660.66x0.026=0.041lkmol/(m3-s)=+=0.1x

6、0.026=4()8.95(m3•S)/kmo1所以，阻力减少:3.34%KxaKxa=423.08-408.95I_423.08Kxa(2)tn=5时[=丄+丄=丄+_^=KxakxamkNa0.0265x0.02646.15(m3-s)/kmol0.66kxa=^-kxa=2066x0.026=0.041lkmol/(m3•s)KxakxatnkYa0.04115x0.026所以，阻力减少••32.02(m3-s)/kmolKxaKxa_46.15-32.021Kxa46.1530.6%5-29.用清水在填料吸收塔

7、屮逆流吸收含有溶质A的气体混合物。进塔气体浓度为0.05（摩尔分率），在操作条件下相平衡关系为Y*=5X,试分别计算液气比为6、5和4时，出塔气体的极限浓度和液体出U浓度。解（1）-=6>m,当填料层高度为无穷时，操作线必与平衡线交于塔顶。Vmin=mX2=0由物料衡算:其中ri=T^=T^=0.0526（2）操作线沾平衡醐•••Imin二=0，•Y=••八l，max—Il=2^=0.0105m5（3）-=4

8、5=0.01065-30.在填料塔中用清水吸收混合气体中的溶质，混合气中溶质的初始组成为0.05（摩尔分率），操作液气比为3,在操作条件下，相平衡关系为Y'=5X,通过计算比较逆流和并流吸收操作时溶质的最大吸收率。解：（1）逆流时K,=^=-^=0.05261->、1-0.05在塔底达平衡0.05265