化工原理之吸收习题

1、吸收习题一、分析与判断1.在密闭容器内存在某种低浓度水溶液,容器内压强为,溶液温度为t,溶质含量为,试问：1假设将N压入容器,那么EHmp;2假设溶液温度t下降,那么EHmp;3注入溶质A,那么EHmp；答：1不变,不变,变小,不变当密闭容器内压入N时,相当于容器内的总压增加,总压变化时,对均无影响,故E、H不变,溶质的含量也不变,平衡分压pEx不变,然而,mE/p,总压p增加,故m变小.2变小,变大,变小,变小假设溶液的温度下降,那么平衡分压p变小,E、H均受温度的影响,E变小,H变大,mE/p变小.3不变,不变,不变,变大注入溶质A时,体系的温度压强均不变,此时物系的E、H、m均不变,而注

2、入A后,溶液中溶解的溶质含量变大,故p变大.2、某吸收过程,气相传质系数与液相传质系数的关系是ky3kx,那么此时气相传质推动力yyi,液相传质推动力Xjx.大于、等于,小于,不确定答：不确定.题中未给出平衡关系,两个传质系数相差又不大,所以无法判断是气膜限制过程还是液膜限制过程.3、低浓度逆流吸收塔设计中,假设气体流量、进出口组成及液体进口组成一定,减小吸收剂用量,传质推动力将,设备费用将增大、减小,不变减小吸收剂的用量,那么吸收过程的推动力降低,即传质推动力减小,到达原来的别离要求所需的填料层的高度增加,所以设备的费用将增大.4、某逆流吸收塔操作时,因某种原因致使吸收剂入塔量减少,以至操作

3、时液气比小于原定的最小液气比,那么将发生什么情况：.答：气体出塔含量y2增大,达不到设计要求,液体出塔含量X1也增大.吸收剂入塔量减小,吸收的推动力下降,由于原定的最小液气比对应着原别离要求,虽然操作的液气比小于原定的最小液气比,操作仍然是吸收操作,只是此时对应的别离要求发生了变化,由于液气比下降,所以操作无法到达原来的设计要求,气体出塔的含量将增大；而又由于操作的温度、压强不变,所以吸收的平衡关系不变,入塔的气体组成不变,故液气比越低,对应的出塔的液体组成越接近平衡组成,故液体出塔含量X1也增大.L增加,试判断以下参数变化情况5、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示,现其他条件不变而

4、吸收剂用量并绘出新工况的操作线：出塔液体Xi,出塔气体y2,回收率增大、减小,不变,不确定题5附图题6附图答：减小,减小,增大Kya,吸收剂用量L增加,那么kx增大,Kya增大,HOG减小;kykx填料层高度不变,HOG减小,NOG增大,cmV,人一通,S减小,根据传质单元数关联图,Lyiy2mx2增大,而y1、x2均mx2不变,故y2减小,回收率*-y2增大;yiL增大,操作线的斜率变大,而y1、x2均不变,故操作线上端与平衡线的距离变大,出塔液体的组成%减小.出塔液体x1减小,塔底的推动力变大,出塔气体y2减小,塔顶的推动力变小,故ym的变化不确定.新工况的操作线如下图第5题答案图第6题答

5、案6、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示,现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高,试绘出新工况的操作线.答：由于其他条件不变,X2变高,那么y2变大,塔顶的推动力变小,故新工况下的操作线必然下移,且与原工况的操作线的斜率相等.新工况的操作线如下图.7、吸收操作中,原工况下气体进塔量为V,进出塔的含量分别为y1、y2.由于某种原因,吸收剂入塔浓度升高,采用增加吸收剂用量L的方法后,使y1、y保持不变.那么与原工况相比,被吸收溶质总量,平均推动力ym增大,减小,不变,不确定.答：不变,减小吸收过程中被吸收的溶质量为：Vyiy2,由于改变前后的yi、y2均不变,故被吸收的溶质量不变；K_Jya

6、1kym,吸收剂用量L增加,那么kx增大,大,HOGkxV减小;Kya填料层高度不变,yy2一HOG减小,nOG增大,nOG-,y1、y2不变,ymNog增大,故ym减小.8、低浓度逆流吸收操作中,当吸收剂温度降低其他条件不变时,试判断以下参数变化情况并绘出操作线:相平衡常数Kyaym,出塔Xi增第10题图答:吸收剂温度降低,那么相平衡常数减小,Kya增大,K,m减小,那么ya第8题图减小,增大,不确定,增大,减小,增大HOGymn大,减小,不变,不确定.V一、一一减小；填料层图度不Kyakykx变,Hog减小,Nog增大,S不变,根据传质单元数关联图,ymx2y2mx2增大,y1、X2不变,

7、所以y2减小,回收率yy.-一匚增大,y2减小,操作线的斜率不变,y1、x2不变,操作线平行下移,与yy的交点右移,x1增大,y1一y1y2ymNOG,NOG增大,yy2增大,故ym的变化趋势不目匕确JE.变化后的操作线如图9、低浓度逆流吸收操作中,当气体进口含量y1下降,其他条件不变时,那么气体出口含量y2,液体出口含量x1被吸收溶质总量,回收率4,推动力ym,Nol增大,减小,不变,不确定答：减小,减小,减小,不变,减小,不变y1mx2一、其他条件不变,那么Nog不变,根据传质单元数关联图,不变,X2不变,yi下降,y2mx2第9题答案图第10题答案图所以,气体出口含量y2也减小,吸收操作

8、线的斜率不变,所以吸收操作线平行下移,所以吸收的平均推动力ym减小,回收率减小,Nol也不变,Nolx一x2,推动力Xm减小,X2不变,所以,液体出口含量X1减小,由于吸收率下Xm降,被吸收的溶质总量减小.13、对解吸因数S0.5的系统进行逆流吸收,当塔高为无穷大时,塔顶气相出口含量yy,塔顶气相入口含量yiy1；假设系统压力增加为原来的4倍,其他条件不变,那么此时y?y,yyi大于,等于,小于,不确定.答：等于,大于,大于,等于同上图14、在吸收、解吸联合操作中,维持吸收塔L、V、y1,解吸气入塔含量y2和两塔操作温度、压力均不变,现减少解吸气用量V,与原工况相比,新工况下离开解吸塔的液体含

9、量X2,离开吸收塔的气体含量y2,离开吸收塔的液体含量x1,吸收塔平均推动力ym,吸收塔的回收率增大,减小,不变,不确定.答：增大,增大,增大,减小,减小解吸气的用量减少,解吸的推动力减小,故离开解吸塔的液体含量增大,解吸的操作线的斜率变小,在y1不变的条件下,线的位置上移,故出塔的气体含量增大,其他条件不变,x2增大,那么吸收塔的平均推动力减小,回收率减小,NOL不变,vmxoA不变,故不变,X2增大,故X1也增大.yimx1第三章传热习题一、填空题1 .三层圆筒壁热传导过程中,最外层的导热系数小于第二层的导热系数,两层厚度相同.在其他条件不变时,假设将第二层和第三层的材料互换,那么导热量变

10、,第二层与第三层的界面温度变.答：变小,变小.2 .在垂直冷凝器中,蒸汽在管内冷凝,假设降低冷却水的温度,冷却水的流量不变,那么冷凝传热系数,冷凝传热量.答：减小,增加.冷凝传热系数与温差的-1/4次方成正比,故温差增加,冷凝传热系数减小；冷凝传热量与温差的3/4次方成正比,故温差增加,冷凝传热量增加.3 .在管壳式换热器中,热流体与冷流体进行换热,假设将壳程由单程该为双程,那么传热温度差.答：下降4 .在高温炉外设置隔热档板,挡板材料的黑度越低,那么热损失越.答：越小5 .黑体的外表温度提升一倍,那么黑体的辐射水平提升倍.答：156 .沸腾传热设备壁面越粗糙,汽化核心越,沸腾传热系数a越.答

11、：多,大7 .苯在内径为20mm勺圆形直管中作湍流流动,对流传热系数为1270W/ntC.如果流量和物性不变,改用内径为30mm的圆管,其对流传热系数变为W/而.C.答：612=0.023-Re0.8Prndr0.8zWs/dd2=0.0234Prnd8d1(12)0.8,1.8=d30201.8=0.482=0.482_2=0.4821270=612W/(m)8.某液体在一直管内忽略进口段的影响稳定强制湍流流动,该管内径为改为27mm并忽略出口温度变化对物性所产生的影响.假设液体的流速保持不变,0.9417知:假设液体的质量流量保持不变,管内对流传热系数为原传热系数的0.020m20mm27

12、mm20mm测得其对流传热系数为,现将管内径管内对流传热系数为原传热系数的0.5826倍；求:解:由u2u1,0.023d0.8duncp0.8d20.8得2d2did220寸idi0.8d2di27di由W2Wi,WVuA2U2di得u2A2uiAi,Uid2,0.8d2U29d9did9Uo所以2081idiUi.d2diUidi0.8i.6did2did2did20.80.94i7200.80.82did2did2did2i.8i.8曳200.5826d2279.在一内钢管为i8010mmi勺套管换热器中,将流量为3500kg/h的某液态煌从I00C冷却到60C,其平均比热为2380J/

13、(kgK).环隙逆流走冷却水,其进出口温度分别为40C和50C,平均比热为4i74J/(kgK).内管内外侧对流传热系数分别为2000W/(m2K)和3000W/(m2K),钢的导热系数可取为45W/(mK).假定热损失和污垢热阻可以忽略.试求：冷却水用量7982kg/h;基于内管外侧面积的总传热系数2Ko883.857iW/(mK)；对数平均温差32.75C；(4)内管外侧传热面积3.i975m2解：由WhCphTiT2WcCpct2tiWhCphTiT235002380I0060WC7982kg/hcPct2ti4i745040dmdodii80i60In%diIn暨i60i69.80mm

14、i1dobdoiKoididmoii802000i600.0ii8045i69.83000i.i3i4i03所以Ko883.857iW/(m2K)t2ti5020In上tiln5032.75C20gWhCphTiT2SKt苗roim逆由QKoStm逆WhCphTiT235002380i006023.i975m3600883.85732.75二、选择题1.某一套管换热器,由管间的饱和蒸汽加热管内的空气,设饱和蒸汽温度为100C,空气进口温度为20C,出口温度为80C,那么此套管换热器内壁温度应是.A接近空气平均温度B接近饱和蒸汽和空气的平均温度C接近饱和蒸汽温度答：C2.测定套管换热器传热管内对

15、流传热系数a,冷流体走传热管内,热流体走套管环隙,冷热流体均无相变.冷流体的流量及进、出口温度均可测量.且测量的精确度根本上相同.用公式ai=Q/siAti求ai时,式中的Q用下面公式计算.AQ=WcCp,c(t2-ti)BQ=WhCp,h(Ti-T2)CQ=WcCp,c(t2-t1)和Q=WhCp,h(T-T2)均可以.答：A3.在卧式列管换热器中,用常压饱和蒸汽对空气进行加热.A壳程B管程两流体在换热器中必须流动.A逆流B并流冷凝液在饱和温度下排出,饱和蒸汽应走C壳程和管程都可以C逆流和并流都可以答：A,C4 .传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是A管壁热阻BD管外对流传热热阻污垢热阻C管内对流传热热阻答：B5 .下述举措中对提升换热器壳程对流传热系数有效的是A设置折流板；B增大板间距C换热器采用三角形排列；D增加管程数答：A,C6 .在确定换热介质的流程