化工原理计算题(20210107233733).docx

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1、1、如图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为©45X2.5mm的钢管，要求送液量为4.2m3/h。设料液在管内的压头损失为1.4m（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？Zy+—十—+H•+—+—+其中：z仁h，u仁0p仁0（表压）He=oZ2=0p2=0（表压）hf=1.4m36/3dOO=07,J0785^a0.785x0.042将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度：应“52x9.81计算结果表明，动能项数值很小，流体位

2、能主要用于克服管路阻力6、如附图所示。用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶，并经喷嘴喷出，水流量为35m3/ho泵的入口管为©108X4mm无缝钢管，出口管为©76X3mm无缝钢管。池中水深为1.5m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。水流经所有管路的能量损失为42J/kg（不包括喷嘴），喷嘴入口处的表压为34kPa。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率.（水密度以1000kg/m3计）解：取水池大液面为1-1'面，取喷嘴入口内侧为2-2'截面，取池底水平面为基准水平面，在1面与2面之间列柏

3、努利方程乙牡肆匸械Ng号p丼2览wf由题Z1=1.5m;P仁0（表压）；U1=0z2=20;u2=qv/(0.785d22)=35/(3600*0.785*0.072)=2.53m/s;P2=34Kpa(表压)；Wf=42J/kgp2u22—We=(Z2-Z」g亠咅亠、W二18.5*9.81亠34*103/1000亠2.5282/2亠42=260.68J/kg=260.68*1000*35/(3600*0.6)=4.23KWN=WeqV7、例：在操作条件25oC、101.3kPa下，用CO2含量为

4、0.0001（摩尔分数）的水溶液与含CO210%（体积分数）的CO2-空气混合气在一容器内充分接触。（1）判断CO2的传质方向中，且用气相摩尔分数表示过程的推动力；（2）设压力增加到506.5kPa，则CO2的传质方向如何？并用液相分数表示过程的推动力？（3）若温度增加到60oC，压力仍为506.5kPa,则CO2的传质方向如何？解：（1）查表5-2得：25oC、101.3kPa下CO2—水系统的E=166MPa，贝UE166—m二py*二m==16390.1013x二16390.0001二0.1

5、64因y=0.10比较得yx所以CO2的传质方向是由气相向液相传递，为吸收过程吸收过程的推动力为Ax=x*-x=3.05X10-4-----1X10-4=2.05X10-4由此可见，提高操作压力，有利于吸收(3)温度增加到60oC,压力仍为506.5kPa时，查表5-2得:60oC、506.5kPa下CO2—

6、水系统的E=346MPa，贝U”E'm=346=684.3—rp0.5056”y0.10-4x*=1.4610—m684.3因x=1X10-4比较得x*'>x所以CO2的传质方向是仍由气相向液相传递，为吸收过程。吸收过程的推动力为Ax'=x*'-x=1.46X10-4-1X10-4=4.6X10-5由此可见，提高吸收温度，不利于吸收。&例：在填料吸收塔内用水吸收混合于空气中的甲醇，已知某截面上的气液两相组成为pA=5kPa，cA=2kmol/m3,设在一定的操作温度、压力下，甲醇在水中的溶解度系数

7、H=0.5kmol/(m3kPa)，液相传质分系数为kL=2X10-5m/s,气相传质分系数为kG=1.55X10-5kmol/(m2skPa)。(1)求以分压表示吸收总推动力、总阻力、总传质速率及液相阻力的分配。(2)若吸收温度降低，甲醇在水中的溶解度系数H变为5.8kmol/(m3kPa),设气液相传质分系数与两相浓度近似不变，求液相阻力分配为多少？试分析其结果解：(1)以分压表示吸收总推动力11211121PaCa0.5=4kPa=pA=pA-Pa=5-4=1kPa总传质阻力Hk110.52

8、10-5-1.5510-5=^645105(m2skPa)/kmol总传质速率*1-62Na二Kg(pa-pA)•.才1二6.0810kmol/(ms)液相阻力的分配1.645101_1-Hk_—=05210§5=0.608=60.8%1_1.645105KG(2)吸收温度降低时，总传质阻力：1_11Kg-HklkG+1=7.31X104(m5.8210-51.5510-5skPa)/kmol液相阻力的分配1HkL5.7.31210045"118刊.8%Kg11215、将含0.24