化工原理作业和练习题要点

1、第七章练习题1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5% （质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为 0.2%,试计算进、出塔气体中氨的摩尔比 丫、Y2。解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数y1和y2。0.055 /17y1: 0.09030.055 /170.945 /290.002 /17=0.0034y2 二0.002 /170.998 /29进、出塔气体中氨的摩尔比 Y1、Y2为0.0903Y1 = =0.09931 -0.09030.0034Y2 = =0.00341 -0.0034由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。第八

2、章练习题 2.在温度为25 c及总压为101.3 kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0% （体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计E =1.66 105kPa,水算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数 溶液的密度为997.8 kg/m3。解：水溶液中CO2的浓度为350/100033c =kmol/m = 0.008kmol/m44对于稀水溶液，总浓度为997.8, 一 3，3G =kmol/m = 55.43 kmol/m18水溶液中CO2的摩尔分数为c 0.008Ax = = =1.443 10ct55.43一

3、 一 _ _5 _由 p* =Ex=1.66 10 1.443 10 kPa =23.954 kPa气相中CO2的分压为p = pty =101.3 0.03kPa=3.039kPa < p*故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。以CO2的分压表示的总传质推动力为p =p* -p =（23.954 -3.039）kPa =20.915 kPa练习题7.某填料吸收塔内装有5 m高，比表面积为221 m2/m3的金属阶梯环填料，在该填料 塔中，用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分。已知混合气的流量为50 kmol/h,溶质的含量为5% （体积分数%）;进塔清水流量为 200 kmol/h,其

4、用量为最小用量的1.6倍；操作条件下的 气液平衡关系为Y =2.75X ；气相总吸收系数为3x10'kmol/（m2 $）；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90%。试计算（1）填料塔的吸收率；（2）填料塔的直径。解：（1）惰性气体的流量为qn,V =50父(10.05)kmol/h =47.5kmol/h对于纯溶剂吸收色:-m(qn，VmnY1/m- X220047.5 1.6依题意= 2.632A=如#=瑞2=95.71%(2) Y1 -Yi0.051 -0.05=0.0526工二Y(15A ) = 0.0526M(10.9571 )=0.00226Xiqn,V Y1 -Y2

5、X2 =丝 0.0526 -0.00226 0 =0.0120qn,L200Y =y Y* =0.05262.7530120=0.0196Y2 =Y2 -Y2* =0.00226-2.75 0 =0.00226,"Ym0.0196 -0.00226=0.00803 0.0 1 96ln0.0 02 2 6NogY1 丫2；Ym0.0526 -0.00226 6= 6.2690.00803HogN OG5 m =0.798m6.269由Hogqn,VKy a j八 qn,VQ =KyHHog47.5/36003 103 221 0.9 0.79822m2 =0.277m2填料塔的直径为

6、D 二4 0 277m =0.594m练习题11.某制药厂现有一直径为0.6 m,填料层高度为6 m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。现场测得的数据如下：V=500 m3/h、Yi=0.02、丫2=0.004、Xi=0.004。已知操作条件下的气液平衡关系为Y = 1.5 X。现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002 （摩尔比）。该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础 上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。解：改造前填料层高度为Z =HogNog改造后填料层高度为Z= HogNog故有 Z ' 一 H 0G N 0G Z HogNog由于气体处

7、理量、操作液气比及操作条件不变，故H OG - H OGS =S对于纯溶剂吸收 X2 =0 , Y>* =0由Nog1c Y -Y2*cln(1 -S)-S1 -S2 -Y2*故Nogln(1 -S) S1 -S2Nog因此，有ln(1S)Y,+SYln(1 -S)Y1 S操作液气比为丸 _ Y -Y2 _ 0.02 -0.004 =4 qn,V -X1 -X 2 . 0.004 -0 .S mqnV =15 =0.375 qn,L4r ln(1 -0.375)-0.02- 0.375J0002=1.509Z ln(1 -0.375)-0.02- 0.3750.004Z =1.509 6

8、m = 9.054m填料层增加的高度为Z =Z -Z =(9.054 -6)m =3.054m练习题12.若吸收过程为低组成气体吸收，试推导H0G =Hg +1HL。A解:Hgqn,VHlkyaqn,Lkxa1 mqn,vAqn,L,1 ,H G H l =Akyamqn,V qn,L qn,V . 1 m、qn,V 1,二(,)二qn,LkxaCaCky kxaQ KY作业题qn,VH OG KYa故Hog3.在总压为110.5 kPa的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为y= 0.032、c = 1.06koml/m 3。气膜吸收系

9、数 kG=5.2x 10-6 kmol/(m2 s kPa),液膜吸收系数。=1.55x 10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服 从亨利定律，溶解度系数H = 0.725 kmol/(m 3 kPa)。(1)试计算以 如、氏表示的总推动力和相应的总吸收系数；(2)试分析该过程的控制因素。解：(1)以气相分压差表示的总推动力为p = p-p* = pty-£ = (110.5 0.032-6-)kPa =2.074 kPaH0.725其对应的总吸收系数为Kg11(HtkG0.725 1.55 101 2工 52 1d)(m s kPa)/kmolKg=(8.899 103 1.92

10、3 105)(m2 s Pa)/kmol =2.012 105(m2 s Pa)/kmol=4.97 m 10 上 kmol/(m 2 s kPa)以液相组成差表示的总推动力为-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _3_ _3c=c*-c = pH -c =(110.5 0.032 0.725-1.06)kmol/m =1.504kmol/m其对应的总吸收系数为1Kl 二L 1 hr kL kG1.55 101, ，m/s =6.855 10 m/s0.7254_65.2 10(2)吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为1/kGKg 4.97 104100% =95.58%1/KgkG5

11、.2 104亨利定律,（1）(2)解:(1) Y1 =-y1-y11 -0.0404- =0.0417气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。作业题5.在101.3 kPa及25 C的条件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为y1=0.04、y2=0.002。假设操作条件下平衡关系服从亨利系数为 4.13X103 kPa,吸收剂用量为最小用量的1.45倍。试计算吸收液的组成；若操作压力提高到1013 kPa而其他条件不变，再求吸收液的组成。y20.002= 0.0021 -y2 1 -0.002E 4.13 103 m = = =40.7

12、7R 101.3吸收剂为清水，所以X2 =0n,Ln，V.加inYl -丫2Y/m -X2°.0417 -0.002 =38.810.0417/40.77 -0所以操作时的液气比为qn,Lqn,V=1.45qn，V .；min=1.45 38.81 =56.27吸收液的组成为X1=M（y -Y2）+X2 %L56.270.0417 -0.002 0 = 7.054 10.E(2) m =R4.13 1031013= 4.077Y fqn.Vmin Y/m,X20.0417 -0.0023.8810.0417 八 -04.077An , L , V=1. 4 5q1. 45 3=881

13、5. 627q)X：=agn ,L.J（Y丫2）十X齐0.0 4 1-7 0.00 2= 0 7. 0355 105. 62 7作业题6.在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45 kmol/h,二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为 Y =34.5X ,气相总体积吸收系数为 0.056 2 kmol/（m 3 s）°若吸收液中二氧化硫的摩尔比 为饱和摩尔比的 76%,要求回收率为 98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。解：Y =1 -y11 -0.0320.032=0.0331K =Y 1；a =0

14、.0331 1 -0.98 =0.000662Yi0.03314Xi*=9.594 10m 34.5X1 =0.76X1* =0.76 9.594 10，=7.291 10-惰性气体的流量为qn,V =45m(10.032)kmol/h =43.56kmol/h水的用量为qn,Lqn,v (Y Y2) 43.56X(0.0331 0.000662 )Xi 'X27.291 10- -03kmol/h =1.938 103 kmol/h_ 3_ 4qm,L =1.938x10 xl8kg/h =3.488父10 kg/h求填料层高度qnV43.56/3600Hog =, =rm = 0.

15、429mKYa.，0.0562 0.785 0.82Y =Y -Y* = 0.0331-34.5x7.291x104 =0.00795Y2 =Y2 -Y2* =0.000662-34.5 0 =0.000662N OGc0XybYi _丫2%0.0331 -0.000662=11.070.00293Z 二Nog Hog =11.07 0.429m 4.749m作业题8.在101.3 kPa及20 c的条件下，用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气。KGa正比于G 0.8已知混合气的质量流速 G为600 kg/（m2-h）,气相进、出塔的摩尔分数分别为 0.05、0.000526, 水的质量流

16、速 W为800 kg/（m2 h）,填料层高度为3 m。已知操作条件下平衡关系为 Y= 0.9 X,而于W无关。若（1）操作压力提高一倍；（2）气体流速增加一倍；（3）液体流速增加一倍，试分别计算填料层高度应如何变化，才能保持尾气组成不变。解：首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数Y/yi0.050.05261 -0.05vY20.000526Y2 = = = 0.0005261 -y2 1 -0.000526操作条件下，混合气的平均摩尔质量为M =' xMi - 110.05 171 -0.0529 kg/kmol =28.4kg/kmolqn,V600X28.41 -0.

17、05 kmol/(m2h) = 20.07kmol/(m h)qn,L77800221 -0 kmol/(m h) =44.44 kmol/(m h) 18cm%vS 二qn,L0.9 20.07 八 =0.40644.44Yi* =mXi = ImY Y Q 406 0. 0526 0.0005260. 0 2 1 1Y1-Y* =0.0526 -0.0211 =0.0315Nog，ln1 -SY11 -0.406ln0.03150.000526= 6.890H OGZNOGm = 0.435 m6.890(1) Pt =2ptE m =PtPtm = -： m =2Ptc m qn,VS

18、=qn,L0.4062= 0.203若气相出塔组成不变，则液相出塔组成也不变。所以.*1Y =Y Y = 0.0526 父 0.0211 = 0.04212工 .才丫2 =Y2 -Y2 =0.000526-0 =0.000526Nog1 -S丫21-0.203ln0.04210.000526= 5.499H OGqn,vKYa1'1qn,vKgHP 总Y2 =丫2 -Y2* =0.000526-0 =0.000526Z = HOG N0G=0. 2 1 8 5.4 99m 仙 199H OGqn,V H OGKgHP总20.435=m -0.218m2Z =Z Z =(1.199 -3

19、)m - -1.801 m即所需填料层高度比原来减少1.801m。(2) q；v =2qn,vc mqnvcS 吆=2S=2 0.406 =0.812 L若保持气相出塔组成不变，则液相出塔组成要加倍，即X1 =2X1故Y：=丫-丫 =丫-mK=YfS Y-y Y= 0.0526 0. 8 1 20. 0 52 6 0.0005260. 0 1 03- *Y2 =Y2 -乂 = 0.000526-0 = 0.000526Nog1 i AY'1,0.0103ln =ln1 -SY21 -0.812 0.000526= 15.82qn_vKYa-1q n ,V q n,V 08 q KA q

20、 n0V8; 0 gHOG =|qVHog =20.2 m0.435m = 0.500m0 V )Z'=HogN0G =0.500 15.82m = 7.910mZ =Z -Z =(7.910-3)m =4.910m即所需填料层高度要比原来增加4.910 m。(3) q；L =2qn,Lmqn,V_ S一 qn,L一 20.4062=0.203Nog1ln 1 -S1 -S *尸：SY2 Y211 -0.203ln 1 -0.2030.0526 -00.000526 -00.203 =5.497W对KGa无影响，即qn,L对KGa无影响，所以传质单元高度不变，即Hog = Hog =

21、0.435mZ =HogNog =0.435 5.497m -2.391mZ =Z -Z =(2.391 -3)m = -0.609m即所需填料层高度比原来减少0.609 m。作业题10.用清水在塔中逆流吸收混于空气中的二氧化硫。已知混合气中二氧化硫的体 积分数为0.085,操作条件下物系的相平衡常数为 26.7,载气的流量为250 kmol/h。若吸收剂用量为最小用量的1.55倍，要求二氧化硫的回收率为 92%。试求水的用量（kg/h）及所需理论级y10.085解：Y = =0.09291 -y11 -0.085Y =Y(1-中a 尸0.0929<f1-0.92)=0.00743用清水

22、吸收，X2 =0= m A=26.7 0.92 =24.564GLq操作液气比为qnLn,L =1.55 24.564 =38.074qn,v水的用量为qn,L =38.074M250kmol/h =9.519>d03kmol/hqm,L =9.519虫03 x18kg/h =1.713><105kg/h八 4,l38.074A = = =1.426mqn,v 26.7用清水吸收， =a =0.92A -1n厂由 Nt = 1 -1ln A,1.426-0.92ln冲=1 -0.92-1 =4.198ln1.426第九章练习题1.在密闭容器中将 A、B两组分的理想溶液升温至8

23、2 C,在该温度下，两组分，.一.* * .的饱和烝气压分别为pA =107.6 kPa及pB =41.85 kPa,取样测得放面上万气相中组分A的摩尔分数为0.95。试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。解：本题可用露点及泡点方程求解。pApA（p 总一 pB） 107.6 ps-41.85）nncyA =-Xa =* = =0.95p总p总 Pa 一 Pbp总 107.6 -41.85解得p总= 99.76kPa*P总-Pbx "Pa -Pb99.76 -41.85107.6 -41.85=0.8808本题也可通过相对挥发度求解*Pa 107.6二.=*Pb41.85=2.57

24、1由气液平衡方程得0.95y 1 1 - y 0.95 2.571 1 -0.95=0.8808p总=PAXA +Pb (1 -Xa=107.6 0.8808 41.85 1 -0.8808 kPa = 99.76kPa2.试分别计算含苯 0.4 （摩尔分数）的苯一甲苯混合液在总压100 kPa和10 kPa的相对挥发度和平衡的气相组成。苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系为. * lg Pa =6.0321206.35t 220.241343.94lg Pb =6.078 t 219.58式中p*的单位为kPa, t的单位为C。苯一甲苯混合液可视为理想溶液。（作为试差起点，100 k

25、Pa和10 kPa对应的泡点分别取 94.6 C和31.5 C）解：本题需试差计算(1)总压 p 总=100 kPa初设泡点为94.6 C,则得pA =155.37 kPa*1206.35lg pA =6.0322.19194.6 220.24同理1343.94lg Pb =6.078 =1.8094.6 219.58*pB =63.15kPa100 -63.15Xa0.3996 ： 0.4155.37 -63.15p总=(0.4M155.37 +0.6X63.15 kPa =100.04kPa 组成为0.02。操作回流比为3.5。塔顶采用全凝器，泡点回流。苯、氯苯的汽化热分别为 30.65*

26、Pa二=Pb”也=2.4663.152.46 0.4y = = =0.62121(： -1)x 1 1.46 0.4(2)总压为p总=10 kPa通过试差，泡点为 31.5 C, pA =17.02kPa, pB =5.313kPa17.02:=3.2035.3133.203 0.4y =二0.6811 2.203 0.4随压力降低，“增大，气相组成提高。练习题10.在常压连续精微塔内分离苯一氯苯混合物。已知进料量为85 kmol/h ,组成为0.45 （易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。塔顶储出液的组成为0.99,塔底釜残液kJ/mol和36.52 kJ/mol。水的比热容为 4.18

27、7 kJ/ （kg ?C ）。若冷却水通过全凝器温度升高15 C,加热蒸汽绝对压力为 500 kPa （饱和温度为151.7 C,汽化热为2 113 kJ/kg）。试求 冷却水和加热蒸汽的流量。忽略组分汽化热随温度的变化。解：由题给条件，可求得塔内的气相负荷，即qnD =qnF xF xW =85。45 一。02 kmol/h =37.94kmol/h , Xd -xW0.99 -0.02对于泡点进料，精储段和提储段气相负荷相同，则qn,V =qn,V，=qn,D（R + 1 ）=4.5M37.94kmol/h =170.7 kmol/h（1）冷却水流量由于塔顶苯的含量很高，可按纯苯计算，即Q

28、 =q=170.7 30.65 103kJ/h =5.232kJ/h*c11,1Qc5.232 1064qmc = =kg/h =8.33 10 kg/hCp,c（t2 t1）4.187 15（2）加热蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高，可按纯氯苯计算，即QB =qn,V 储=170.7 黑36.52 M103kJ/h =6.234kJ/hQb 6.234 106 qm,h =kg/h = 2.95kg/hb 2113练习题12,在常压连续精微塔中，分离甲醇一水混合液。原料液流量为 100 kmol/h,其组成为0.3 （甲醇的摩尔分数，下同），冷液进料（ q =1.2）,微出液组成为 0.92,甲

29、醇回收率为90%,回流比为最小回流比的 3倍。试比较直接水蒸气加热和间接加热两种情况下 的釜液组成和所需理论板层数。甲醇一水溶液的t-x-y数据见本题附表习题12附表温度tC液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数温度tC液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.0

30、0.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665解：（1）釜液组成由全塔物料衡算求解。间接加热qn,D0.9qn,FXF0.9 100 0.3 kmol/h =29.35kmol/h0.92(1 -0.9) 100 0.3xW =0.0425100 -29.35直接水蒸气加热qn,W =qn,L =Rqn,D qqn,F在本题附图上过点士 =6x -1.5-1e作 q 线，由图读得：Xq = 0.37, yq= 0.71RxD -yqRmin - yq -0.92 -0.71 =0.61760.71 -0.37R =3Rmin =3 0.6176 =1

31、.85qn,W =(1.85x29.35 +1.2x100 kmol/h =174.3kmol/h(1 -0.9) 100 0.3xW0.0172183.8显然，在塔顶甲醇收率相同条件下，直接水蒸气加热时，由于冷凝水的稀释作用, 明显降低。(2)所需理论板层数在x-y图上图解理论板层数xw附图1习题12附图2图关键是计算R。由于q =1.2,则q线方程为间接加热 精微段操作线的截距为xD0.92D =0.323R 1 2.85由XD= 0.92及截距0.323作出精微段操作线 ab,交q线与点d。由Xw=0.0425定出点c,连接cd即为提储段操作线。,第4层理论板进料。由点a开始在平衡线与操

32、作线之间作阶梯，Nt = 5 (不含再沸器)直接蒸汽加热图解理论板的方法步骤同上，但需注意Xw=0.0l72是在x轴上而不是对角线上，如本题附图所示。此情况下共需理论板7层，第4层理论板进料。计算结果表明，在保持储出液中易挥发组分收率相同条件下，直接蒸汽加热所需理论板层数增加。且需注意，直接蒸汽加热时再沸器不能起一层理论板的作用。作业题4.在一连续精微塔中分离苯含量为0.5 苯苯的摩尔分数，下同）苯一甲苯混合液，其流量为100 kmol/h。已知储出液组成为 0.95,釜液组成为0.05,试求（1）储出液的流量 和苯的收率；（2）保持储出液组成 0.95不变，储出液最大可能的流量。解：（1）储

33、出液的流量和苯的收率XF -Xw0.5 -0.05 ,qnD =qnF100kmol h =50kmol h, Xd -Xw0.95-0.05qnDXD50 0.95A = 100%= 100% =95%qn,FXF100X0.5（2）储出液的最大可能流量当年=100%时，获得最大可能流量，即qnFXF 100 0.5qnDmax,=kmol/h =52.63 kmol/hxD 0.95作业题5.在连续精微塔中分离 A、B两组分溶液。原料液的处理量为100 kmol/h,其组成为0.45 （易挥发组分 A的摩尔分数，下同），饱和液体进料，要求储出液中易挥发组分 的回收率为96%,釜液的组成为

34、0.033。试求（1）储出液的流量和组成；（2）若操作回流 比为2.65,写出精储段的操作线方程；（3）提储段的液相负荷。解：（1）储出液的流量和组成 由全塔物料衡算，可得qn,DXD =0.96qn,FXF =0.96 M100 M 0.45kmol/h =43.2 kmol/hqn,WXW =（1 0.96/100M0.45kmol/h =1.8kmol/h1.8qnW =kmol/h=54.55 kmol/h0.033qn,D =qn,F -qn,W =（10054.55、mol/h=45.45 kmol/h43 2 xD = 3三=0.950545.45（2）精微段操作线方程=0.72

35、6x 0.2604RxD2.650.9505y =x =x R 1 R 1 3.653.65（3）提储段的液相负荷qn=qn,L +qqn,F =Rqn,D +qn,F =(2.65x45.45+100 kmoi/h =220.4kmoi/h作业题7.在连续操作的精微塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为 50 kmol/h ,要求储出液中易挥发组分的收率为 94%。已知精储段操作线方程为 y = 0.75x+0.238; q线方程为 y = 2-3xo试求（1）操作回流比及储出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值 xq及yq； （4）提储段操作线方程。解：（1

36、）操作回流比及储出液组成由题给条件，得Rx D-R- =0.75 及=0.238R 1R 1解得 R = 3, Xd= 0.9522）进料热状况参数及原料液组成由于旦=4及xF =2 q -11 -q解得 q = 0.75 （气液混合进料），Xf= 0.5（3）两操作线交点的坐标值Xq及yq联立操作线及q线两方程，即y =0.75x 0.238 y =2 -3x解得Xq = 0.4699 及 yq = 0.5903（4）提储段操作线方程其一般表达式为. qn,L - qn,Wy 二x -XWqn,V - qn,V-式中有关参数计算如下:qn,D Aqn,FXFXD0-94 50 0.5 kmo

37、l/h =24.68kmol/h 0.952qn,W =qn,F qn,D =(50 -24.68 )kmol/h = 25.32 kmol/hXW1 - A q n,F Xf1 -0.9450 0.50.0592qn,W25.32qn,L =Rqn,D +qqn,F =（3父24.68+0.75M50 ）kmol/h =111.54 kmol/hqn,V r=qn,L，qn,W =（111.54 -25.32 ）kmol/h = 86.22 kmol/h贝Uy = 111.54 x _j5j2 0.0592 =1.294x0.0173986.2286.22作业题9.在板式精微塔中分离相对挥发

38、度为2的两组分溶液，泡点进料。储出液组成为0.95 （易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为 0.05,原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93 kmol/h,从塔顶回流的液体量为58.5 kmol/h,泡点回流。试求（1）原料液的处理量；（2）操作回流比为最小回流比的倍数。解：（1）原料液的处理量由全塔的物料衡算求解。对于泡点进料，q = 1qn,v =qn,v =，R 1qn,D =93kmol/hqn,D =qn,v qn,L =（93-58.5）kmol/h=34.5 kmol/hqn,W =qn,F -qn,D则0.6qn,F =0.95 x 34.5+ （qn,F -

39、34.5 ） 0.05解得qn,F =56.45kmol/hR为Rmin的倍数93 = R 1 34.5R = 1.70对于泡点进料，Rmin的计算式为于是Rmin1 Xd-1 |xF_： (1-Xd)= 0.95- 1 -xF0.62 (1 -0.95)一 1 -0.6= 1.333Rmin1.71.333=1.275第十章练习题1.25c时醋酸（A）费醇-3 （B）冰（S）的平衡数据如本题附表所示。习题1附表1溶解度曲线数据（质量分数 /%）醋酸（A）庚酉1-3 (B)水(S)醋酸（A）庚酉1-3 (B)水(S)096.43.648.512.838.73.593.03.547.57.545

40、.08.687.24.242.73.753.619.374.36.436.71.961.424.467.57.929.31.169.630.758.610.724.50.974.641.439.319.319.60.779.745.826.727.514.90.684.546.524.129.47.10.592.447520.4321000.499£习题1附表2联结线数据（醋酸的质量分数 ）水 层庚酉1-3层水 层庚酉1-3层6.45.338.226.813.710.642.130.519.814.844.132.626.719.248.137.933.623.747.644.9试求

41、：（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标图上绘出分配曲线。（2）确定由200 kg醋酸、200 kg庚醇-3和400 kg水组成的混合液的物系点位置。混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轲相的组成和质量。（3）上述两液层的分配系数kA及选择性系数P。（4）从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液？解：（1）溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ所示。辅助曲线如附图1曲线SNP所示。 分配曲线如附图2所示。（2）和点醋酸的质量分率为xA200200 200 400= 0.25水的质量分率为Xs400200 200 400=0.50由此可确定和点 M的位置，如附图1所示。

42、由辅助曲线通过试差作图可确定M点的差点R和E。由杠杆规则可得1313R = M 800kg = 260kg4040E =M R = 800 -260 kg = 540kg由附图1可查得E相的组成为习题习题1附图11附图2y =0.28,ys=0.71,yB=0.01R相的组成为xA -0.20,xS -0.06, xB -0.74（3）分配系数kB 二Va =0.28 xA -0.20Vb0.01Xb -0.74= 1.4=0.0135选择性系数kB1.4=103.70.0135（4）随水分的蒸发，和点M将沿直线SM移动，当M点到达即变为均相物系。由杠杆规则可得3434H M 800kg =4

43、94.5kg5555需蒸发的水分量为M -H =:800 -494.5kg =305.5kg练习题2.在单级萃取装置中，以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为H点时，物系分层消失,30%的醋酸淡醇-3混合液中提取醋酸。已知原料液的处理量为1 000 kg/h ,要求萃余相中醋酸的质量分数不大于10%。试（1）水的用量；（2）萃余相的量及醋酸的萃取率。操作条件下的平衡数据见习题1。解：（1）物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示。由原料组成Xf=0.3可确定原料的相点 F,由萃余相的组成 xa=0.1可确定萃余相的相点 Ro 借助辅助曲线，由 R可确定萃取相的相点 E。联结RE、FS,则其交点M即为萃取操

44、作的物系点。由杠杆规则可得F 37 =S 26-37 _37S=3' F =3' 1000kg =1423 kg2626（2）由杠杆规则可确定萃余相的量。习题2附图R 49 =M 16 1616R = M = 1000 1423 kg 791kg由附图可读得萃取相的组成为yA =0.140.14 2423-791萃取率=76.2%1000 0.3第十一章练习题 1.已知湿空气的总压力为100 kPa,温度为50 C,相对湿度为40%,试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。解：（1）湿空气的水汽分压 P = Ps由附录查得50 C时水的饱和蒸气压 Ps =

45、12.34kPa,故p =0.4 12.34kPa =4.936kPa（2）湿度0.622p 0.622 4.936H =- =kg/kg 绝干气=0.03230 kg，kg 绝干气p总-p 100 -4.936（3）密度, H =(0.772 1.244H5273 t 1.013 10x273 P=0.772 1.244 0.0323_5273 50 1.0133 10 273100 103m3湿空气/kg绝干气=0.9737 m3湿空气/kg绝干气密度：H =3- H1 0.03230.9737kg/m3湿空气=1.06kg/m3湿空气练习题 2.常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干

46、燥器的废气的温度为40 C ,相对湿度为43%,试求废气的露点。解：由附录查得 40 C时水的饱和蒸气压 ps =7.3766kPa,故湿空气中水汽分压为1 H.p= ps = =0.43 7.3 7 6k5Pa=3. 1 72 kPa- H查出ps =3.172kPa时的饱和温度为25.02 C ,此温度即为废气露点。练习题 3.在总压101.3 kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H -I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。习题3 附表序湿度干球温度湿球温度相对湿度始水汽分压露点号kg/kg绝丁气/CC%kJ/kg绝干气kPaC1(0.02)86(35)5140

47、3232(0.03)793711(160)4.2303(0.04)8642(10)1936354(0.05)(60)42371927.538.5解：附表中括号内的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。作业题 4.将t0=25°C、Ho =0.005kg水/kg绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2=40oC、H2 =0.034kg水/kg绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1： 3。试求（1）混合气体的温度、湿度、烂和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度？解：（1）对混合气列湿度和燃的衡算，得1Ho+3H2=4Hm（a）(b)1Io 3I2 =4Im当to =25 c、Ho =0.005kg水/kg绝干气时，空气的烙为Io 司.01 1.88H0 t0 2490H0二(1.01 +1.88 父 0.005 产 25 + 2490 x 0.005 kJ/kg 绝干气= 37.94kJ/kg 绝干气当t2=40C、H2 =0.034kg水/kg绝干气时，空气的始为I2 =.01 +1.88 父 0.034*0 +2490 父 0.034 J kg 绝干气=1