化工原理下册课后习题答案天津大学出版社主编夏清

1、化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编 . 化工原理 . 天津大学出版社,2005. ）田志高第五章蒸馏1.已知含苯0.5 （摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。 苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例 1-1 附表。t （） 80.1859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压PB* ， PA* ，由于总压P=99kPq则由x=（P-Pb*）/（P a*-Pb*）可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。以 t=80.1

2、为例 x=（99-40） / （101.33-40 ） =0.962同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线2.正戊烷（C5H2）和正己烷（GH14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求 P=13.3kPa下该溶液的平衡数据。温度C5H12223.1233.0244.0251.0260.6275.1291.7309.3KC6H14248.2259.1276.9279.0289.0304.8322.8341.9饱和蒸汽压(kPa)1.32.65.38.013.326.653.2101.3解：根据附表数据得出相同温度下QH2 (A)和QH4 (B)的饱和蒸汽压以 t=248

3、.2 时为例，当 t=248.2 时PB* =1.3kPa查得PA*=6.843kPa得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表t( )248251259.1260.6275.1276.9279289291.7304.8309.3 *PA*PB*(kPa)1.3001.6342.6002.8265.0275.3008.00013.30015.69426.60033.250利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以 260.6 时为例当 t=260.6 时x=(P-P B*)/(P A*-PB*)=( 13.3-2.826 ) / (13.3-2.826 ) =1平衡气相组成以 260.6 为例*当

4、t=260.6 C 时 y=dx/P=13.3 乂 1/13.3=1同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下t( )260.6275.1276.9279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240根据平衡数据绘出 t-x-y 曲线3 .利用习题2的数据，计算：相对挥发度；在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题 2 的结果相比较。解：计算平均相对挥发度、 、 一 一一 . * * 一一 一 一一 .理想溶减相对挥发度a =B/Pb计算出各温度下的相对挥发度：t( )248.0251.0259.1260.6275.1276.9279.0289.0291.7

5、304.8309.3a 5.2915.5634.178取 275.1 C和 279c 时的 a 值做平均 a m= (5.291+4.178 ) /2=4.730按习题 2 的 x 数据计算平衡气相组成 y 的值x=0.3835 时，y=4.73 X 0.3835/1+(4.73-1)乂 0.3835=0.746同理得到其他y 值列表如下t( )260.6275.1276.9279289a 5.2915.5634.178x10.38350.33080.20850y10.7460.7000.5550作出新的 t-x-y ' 曲线和原先的t-x-y 曲线如图4 . 在常压下将某原料液组成为

6、 0.6 (易挥发组分的摩尔)的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为 1/3 ，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为 y=0.46x+0.549解：简单蒸储由 ln(W/F尸 / xxFdx/(y-x)以及气液平衡关系 y=0.46x+0.549得 ln(W/F)= / XxFdx/(0.549-0.54x)=0.54ln(0.549-0.54xf)/(0.549-0.54x);汽化率 1-q=1/3 贝U q=2/3 即 W/F=2/3 ln(2/3)=0.54ln(0.549-0.54 X 0.6)/(0.549-0.54x) 解得x=0.498

7、 代入平衡关系式y=0.46x+0.549 得y=0.804平衡蒸馏由物料衡算FxF=Wx+DyD+W=F1 W/F=2/3 代入得到xF=2x/3+y/3 代入平衡关系式得x=0.509 再次代入平衡关系式得y=0.7835 . 在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。已知原料液流量F 为4000kg/h ,组成Xf为0.3 (二硫化碳的质量分率，下同)。若要求釜液组成x"大于0.05 ,馏出液回收率为88。试求馏出液的流量和组分，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。解：储出回收率=Dx/Fxf=88%得储出液的质量流量Dxd=Fx88%=4000X 0.3 X 0.88=

8、1056kg/h结合物料衡算FxF=WxW+DxDD+W=F# Xd=0.943储出液的摩尔流量 1056/(76 X0.943)=14.7kmol/h以摩尔分率表示馏出液组成xD=(0.943/76)/(0.943/76)+(0.057/154)=0.976 .在常压操作的连续精储塔中分离喊甲醇 0.4与说.6 （均为摩尔分率）的溶液，试求以下各种进料X况下的q值。（1）进料温度40C； （2）泡点进料；（3）饱和蒸汽进料。常压下甲醇-水溶液的平衡数据列于本题附表中。温度t液相中甲醇的气;百中甲醇的温度t液施,中甲醇的气相斗甲醇的分率摩不分率C1的J分率摩尔行1000.0).075.30.4

9、00.72196.40.C20.13473.10.50().77993.50.C40.23471.20.60().82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.01.01.078.00.300.665解：(1)进料温度40C 75.3 C时，甲醇的汽化潜热r 1=825kJ/kg水蒸汽的汽化潜热r 2=2313.6kJ/kg57.6 C时，甲醇的比热 C/i=2.784kJ/(kg )水蒸汽的比热

10、C/2=4.178kJ/(kg C)查附表给出数据当xA=0.4 时，平衡温度t=75.3 40C进料为冷液体进料即将 1mol 进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分一部分是将40冷液体变成饱和液体的热量Q1 ， 二是将 75.3 饱和液体变成气体所需要的汽化潜热 Q,即 q= (Q+Q) /Q2=1+ (Q/Q2)Q=0.4 义 32 X 2.784 义(75.3-40 ) =2850.748kJ/kgQ=825X 0.4 义 32+2313.6 义 0.6 义 18=35546.88kJ/kgq=1+ (Q/Q2) =1.08( 2)泡点进料泡点进料即为饱和液体进料，q=1( 3)饱和蒸汽进

11、料q=07. 对习题 6 中的溶液，若原料液流量为 100kmol/h ，馏出液组成为 0.95 ，釜液组成为 0.04(以上均为易挥发组分的摩尔分率)，回流比为 2.5 ，试求产品的流量，精馏段的下降液 体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。解：产品的流量由物料衡算FxF=WxW+DxD口+亚=我入数据得W=60.44kmol/h.产品流量 D=100- 60.44=39.56kmol/h精馏段的下降液体流量LL=DR=2.5X 39.56=98.9kmol/h提馏段的上升蒸汽流量V'40进料q=1.08V=V'+（1-q ） F=D（1+R） =138.

12、46kmol/h. V=146.46kmol/h8. 某连续精储操作中，已知精储段 y=0.723x+0.263 ;提储段y=1.25x -0.0187 若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比。解：露点进料q=0即精微段 y=0.723x+0.263 过（xd, xd）xd=0.949提储段 y=1.25x - 0.0187 过（xw, xvy） /. xv=0.0748精馏段与 y 轴交于 0 ， xD/ （ R+1） 即 xD/ （ R+1） =0.263R=2.61连立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为（ 0.5345 ， 0.6490 ）Xf=0.6

13、499. 在常压连续精馏塔中， 分离苯和甲苯的混合溶液。 若原料为饱和液体， 其中含苯0.5 （摩尔分率，下同）。塔顶馏出液组成为 0.9 ，塔底釜残液组成为 0.1 ，回流比为 2.0 ，试求理论板层数和加料板位置。苯- 甲苯平衡数据见例 1-1 。解：常压下苯-甲苯相对挥发度a =2.46精馏段操作线方程y=RX/ （ R+1） =2X/3+0.9/3=2X/3+0.3精微段y产xd=0.9由平衡关系式y=ax/1+（ a-1）x得X1=0.7853 再由精馏段操作线方程y=2X/3+0.3 得y2=0.8236 依次得到x2=0.6549y3=0.7366x3=0.5320y4=0.65

14、47X4=0.4353 X4< xf=0.5<X3精馏段需要板层数为 3 块提馏段 x1 =x4=0.4353提馏段操作线方程y=L x/ （ L -W） -WxW/ （ L -W）饱和液体进料q=1L'/ （ L'-W） =（L+F） /V=1+W/（3D）由物料平衡FxF=WxW+DxDD+W=Fi入数据可得D=WL'/ （L'-W） =4/3W/ （L'-W） =W/（L+D） =W/3D=1/3即提储段操作线方程y=4x/3-0.1/3. y 2=0.5471由平衡关系式 y=ax/1+（ a-1）x得 x'2=0.3293依

15、次可以得到y'3=0.4058x'3=0.2173y'4=0.2564x'4=0.1229y'5=0.1306x'5=0.0576x 5<xw=0.1<x4提储段段需要板层数为4块理论板层数为n=3+4+1=8块（包括再沸器）加料板应位于第三层板和第四层板之间10. 若原料液组成和热状况，分离要求，回流比及气液平衡关系都与习题 9 相同，但回流温度为20C,试求所需理论板层数。已知回流液的泡殿温度为83C,平均彳化热为3.2 X104kJ/kmol ,平均比热为 140kJ/(kmol - C)解：回流温度改为20，低于泡点温度，为冷

16、液体进料。即改变了q 的值精馏段不受q 影响，板层数依然是3 块提储段由于q的影响，使得L/ (L-W)和W/(L-W)发生了变化q=(Q1+Q2) /Q2=1+(Q1/Q2)Q=GAT=140X (83-20) =8820kJ/kmolQ2=3.2 x 104kJ/kmol. q=1+8820/(3.2 X 104)=1.2756L'/ ( L'-W) =V+W-F(1-q)/V-F(1-q) =3D+W-F(1-q)/3D-F(1-q)= D=W F=2D>L'/ ( L'-W) =(1+q)/(0.5+q)=1.2815W/(L'-W) =D

17、/3D-F(1-q)=1/(1+2q) =0.2815y=1.2815x-0.02815x1 =x4=0.4353 代入操作线方程得y2 =0.5297 再由平衡关系式得到x2'=0.3141 依次计算y3'=0.3743x3'=0.1956y4'=0.2225x4'=0.1042y5'=0.1054'x5 =0.0457X5 <XW=0.1<X4提储段板层数为4理论板层数为3+4+1=8块（包括再沸器）11 .在常压连续精馏塔内分离乙醇 -水混合液，原料液为饱和液体，其中含乙醇0.15 （摩尔分率，下同），馏出液组成不低于0

18、.8 ，釜液组成为 0.02 ；操作回流比为2。若于精馏段侧线取料，其摩尔流量为馏出液摩尔流量的 1/2 ，侧线产品为饱和液体，组成为 0.6 。试求所需的理论板层数，加料板及侧线取料口的位置。物系平衡数据见例 1-7 。解：如图所示，有两股出料，故全塔可以分为三段，由例 1-7 附表，在 X-y 直角坐标图上绘出平衡线， 从 XD=0.8 开始， 在精馏段操作线与平衡线之间绘出水平线和铅直线构成梯级，当梯级跨过两操作线交点 d 时，则改在提馏段与平衡线之间绘梯级，直至梯级的铅直线达到或越过点C（XW， XW） 。如图，理论板层数为 10 块（不包括再沸器）9 层；侧线取料为第 5 层12 .

19、用一连续精储塔分离由组分 A?B组成的理想混合液。原料液中含 A0.44,储出液中含A0.957 (以上均为摩尔分率)。已知溶液的平均相对挥发度为 2.5 ，最回流比为 1.63 ，试 说明原料液的热状况，并求出 q 值。解：在最回流比下，操作线与q线交点坐标(xq, yq)位于平衡线上；且q线过(xf, xf)可以计算出 q 线斜率即 q/(1-q) ，这样就可以得到 q 的值由式 1-47Rmin=(X d/X q)- a (1-x D)/(1-X q)/ ( a 1 )代入数据得0.63=(0.957/x q)-2.5 X (1-0.957)/(1-xq)/(2.5-1 ) .xq=0.

20、366 或 xq=1.07 (舍去)即 xq=0.366 根据平衡关系式y=2.5x/ (1+1.5x )得到yq=0.591q 线 y=qx/ (q-1 ) -xF/ (q-1 )过( 0.44 ， 0.44)，(0.366 ， 0.591 )q/ (q-1 ) =(0.591-0.44 ) / (0.366-0.44 )得 q=0.67V 0<q<1原料液为气液混合物13. 在连续精馏塔中分离某种组成为 0.5 (易挥发组分的摩尔分率，下同)的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器，分凝器向塔内提供回流液，其 组成为 0.88 ，全凝器提供组成为 0.9

21、5 的合格产品。 塔顶馏出液中易挥发组分的回收率 96。若测得塔顶第一层板的液相组成为 0.79 ，试求：(1)操作回流比和最小回流比；(2)若馏出液量为 100kmol/h ，则原料液流量为多少？解：(1)在塔顶满足气液平衡关系式y=aX/1+( a-1)x代入已知数据0.95=0.88 a/1+0.88( a-1) . . a =2.591第一块板的气相组成 y1=2.591x1/ (1+1.591x1)=2.591 X0.79/ (1+1.591 X0.79) =0.907在塔顶做物料衡算V=L+DVy1=LxL+DxD0.907 (L+D =0.88L+0.95D；L/D=1.593即

22、回流比为 R=1.593由式 1-47Rmin=(X D/X q)- a (1-X D)/(1-X q)/ ( a -1 )泡点进料 Xq=XFRnin=1.031(2)回收率Dx/Fxf=96%得至ijF=100X 0.95/ (0.5 X0.96) =197.92kmol/h15. 在连续操作的板式精馏塔中分离苯- 甲苯的混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为 0.28 ， 0.41 和 0.57 ，试计算三层中较低的两层的单板效率EMV。操作条件下苯- 甲苯混合液的平衡数据如下： x0.260.380.51y0.450.600.72解：假设测得相邻三层板分别为第n-1 层，第

23、 n 层，第 n+1 层即 xn-1=0.28x n=0.41x n+1=0.57 根据回流条件yn+1=xn .yn=0.28yn+i=0.41yn+2=0.57由表中所给数据a =2.4与第n层板液相平衡的气相组成 yn*=2.4X0.41/ (1+0.41X1.4) =0.625与第n+1层板液相平衡的气相组成 yn+i*=2.4 X 0.57/ (1+0.57 X 1.4 ) =0.483由式1-51EMV=( yn-y n+1) / ( yn -y n+1)可得第 n 层板气相单板效率EMVn=(xn-1-x n) / (yn*-x n)=(0.57-0.41 ) / (0.625-

24、0.41 )=74.4第 n 层板气相单板效率EMVn+1=(xn-xn+1) / (yn+1*-xn+1)=(0.41-0.28 ) / (0.483-0.28 )=64第六章吸收1.从手册中查得101.33kPa,25 C时，若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987kPa。已知在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数Hkmol/(m3- kPa)及相平衡常数 m解：液相摩尔分数x=( 1/17) / (1/17 ) +(100/18 ) =0.0105气相摩尔分数y=0.987/101.33=0.00974由亨禾I定律 y=mx得 m=y/x=0.00974/0

25、.0105=0.928液相体积摩尔分数 C= ( 1/17) / ( 101 X 10-3/103) =0.5824 X 103mol/m3由亨利定律 P=C/H得 H=C/P=0.5824/0.987=0.590kmol/(m 3 kPa)2.101.33kPa,10 C时，氧气在水中的溶解度可用P=3.31 x 106x表示。式中：P为氧在气相中的分压kPa； x 为氧在液相中的摩尔分率。 试求在此温度及压强下与空气充分接触的水中每立方米溶有多少克氧。解：氧在气相中的分压 P=101.33X21%=21.28kPa氧在水中摩尔分率 x=21.28/ (3.31 X 106) =0.0064

26、3X103每立方米溶有氧 0.0064 X 103X32/ (18X 10-6) =11.43g3.某混合气体中含有2% (体积)CO,其余为空气。混合气体的温度为 30C,总压强为 506.6kPa。从手册中查得30c时CO在水中的亨利系数E=1.88x 105kPa,试求溶解度系数 Hkmol/(m3 kPa)及相平衡常数m,并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少 gCQ解：由题意 y=0.02, m=E/P总=1.88 X 105/506.6=0.37 X 103根据亨利定律 y=mx得 x=y/m=0.02/0.37 X 103=0.000054 即每100g与该气体相平衡的水中

27、溶有 CO0.000054X 44X100/18=0.0132 gH=p /18E=103/ (10X 1.88 X 105) =2.955 x 10-4kmol/(m3 kPa)7. 在 101.33kPa ， 27下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度都很低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H=1.995kmol/(m3 kPa),气膜吸收系数kG=1.55 x 10-5kmol/(m2 s - kPa),液膜吸收系数 kL=2.08 乂 10-5kmol/(m2 s - kmol/m3)。试 求总吸收系数Kg,并计算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。解：由1/KG=1

28、/kG+1/HkL可得总吸收系数1/Kg=1/1.55 X 10-5+1/ (1.995 X 2.08 X 10-5)Kg=1.128 x 10-5kmol/(m2 s - kPa)气膜阻力所占百分数为：(1/k G) / (1/kG+1/HkL) =HkL/ (HkL+kG)=(1.995 X2.08) / (1.995 X2.08+1.55 )=0.928=92.8 8. 在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇，操作温度为 27，压强 101.33kPa 。稳定操作状况下塔内某截面上白气相甲醇分压为5kPa,液相中甲醇浓度位2.11kmol/m3。试根据上题有关的数据算出该截面上的吸收速率。解

29、：由已知可得 kG=1.128x10-5kmol/(m2 s - kPa)根据亨利定律P=C/H得液相平衡分压P*=C/H=2.11/1.995=1.058kPa. . N=K(P-P*)=1.128 X 10-5 (5-1.058 ) =4.447 X 10-5kmol/(m2 - s)=0.16kmol/(m 2 h)9.在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa, 25c下用清水吸收混合气中的CO,将其浓度 从2%降至0.1 % (体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数E =5.52 X 104kPa。若吸收剂 为最小理论用量的 1.2 倍，试计算操作液气比 L/V 及出口组成X。解： Y

30、i=2/98=0.0204 , Y2=0.1/99.9=0.001m=E/P总=5.52 义 104/101.33=0.0545 义 104由( L/V ) min=( Y1-Y2) /X1*=( Y1-Y2) / (Y1/m)=(0.0204-0.001 ) / (0.0204/545 )=518.28L/V=1.2 （L/V） min=622由操作线方程Y= (L/V) X+Y- (L/V) X2得出口液相组成Xi= (Y-Y2) / (L/V) = (0.0204-0.001 ) /622=3.12 X 10-5改变压强后，亨利系数发生变化，及组分平衡发生变化，导致出口液相组成变化m =

31、E/P 总=5.52 X 104/10133=0.0545 乂 10-5(L/V) =1.2 (L/V) min =62.2X1 = (Y1-Y2) / (L/V) = (0.0204-0.001 ) /62.2=3.12 X10-410 . 根据附图所列双塔吸收的五种流程布置方案， 示意绘出与各流程相对应的平衡线和操作线，并用图中边式浓度的符号标明各操作线端点坐标。11 .在101.33kPa下用水吸收混于空气中的中的氨。已知氨的摩尔分率为 0.1 ,混合气体于40下进入塔底，体积流量为0.556m3/s ，空塔气速为1.2m/s 。吸收剂用量为最小用量的1.1 倍，氨的吸收率为95，且已估

32、算出塔内气相体积吸收总系数KYa 的平均值为0.0556kmol/(m 3 - s).水在 20 温度下送入塔顶，由于吸收氨时有溶解热放出，故使氨水温度越近塔底越高。 已根据热效应计算出塔内氨水浓度与起慰问度及在该温度下的平衡气相浓度之间的对应数据，列入本题附表中试求塔径及填料塔高度。氨溶液温度t/ 氨溶液浓度气相氨平衡浓度*Xkmol(氨)/kmol(水)Y kmol()/kmol()200023.50.0050.0056260.010.010290.0150.01831.50.020.027340.0250.0436.50.030.05439.50.0350.074420.040.0974

33、4.50.0450.125470.050.156解：混合气流量G=Tt D2u/4 D=(4G/Tt u)1/2=(4 X 0.556)/(3.14 X 1.2) 1/2=077 mY1=0.1/0.9=0.111y2=y1 (1-4)=0.05X0.1=0.005Y2=0.005/0.995=0.005根据附表中的数据绘成不同温度下的X-Y*曲线查得与Y=0.111相平衡的液相组成*X1*=0.0425(L/V) min=(Y1-Y1) /X1*=(0.111-0.005 ) /0.0425=2.497(L/V) =1.1(L/V) min=2.75由操作线方程Y=(L/V)X+Y2 可得X

34、1=(V/L)(Y 1-Y2)=(0.111-0.005)/2.75=0.0386由曲线可查得与X1 相平衡的气相组成Y1*=0.092AY= ( AYi-AY>) /ln( AYi- AY2)= (0.111-0.092 ) -0.005/ln(0.111-0.092 ) /0.005=0.0105.Nog= (Y1-Y2) / AYm= (0.111-0.005 ) /0.0105=10.105惰性气体流量 G=0.556 X (1-0.1)=0.556 乂 0.93=0.5004m3/s=(0.5004 X101.33 X103) / (8.314 X313)=19.49mol/s

35、HD=V/(KYaQ )=(19.49 乂 10-3)/(0.0556 兀 X 0.772/4) =765.56 X 10-3 m填料层高度 H=N o鄂 Hdg=10.105X 765.56 X10-3=7.654m12.在吸收塔中用请水吸收混合气体中的SO,气体流量为5000m （标准）/h，其中SO占10%,要求SO的回收率为95%。气，液逆流接触，在塔的操作条件下，SO在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X ，试求：（ 1） 若取用水量为最小用量的 1.5 倍，用水量应为多少？（ 2） 在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数；（ 3） 如仍用（2）中求出的理论板数，而要求回收率从95

36、提高到98，用水量应增加到多少？解：(1) y2=y1 (1-4)=0.1 X (1-0.95 ) =0.005Y1=0.1/0.9=0.111Y 2=0.005/ (1-0.005 ) =0.005L/V) min=(Y1-Y2) /X1 =(Y1-Y2) / (Y1/26.7 )=(0.111-0.005 ) X 26.7/0.111=25.50L/V) =1.5 (L/V) min=38.25惰性气体流量：V=5000X 0.9/22.4=200.89用水量 L=38.25 X 200.89=7684kmol/h( 2)吸收操作线方程Y=( L/V ) X+Y2 代入已知数据Y=38.2

37、5X+0.005在坐标纸中画出操作线和平横线，得到理论板数NT=5.5 块14.在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态姓:中的HS,进塔气相中含HS (体积)2.91 %要求吸收率不低于99%,操作温度300K,压弓虽101.33kPa,平衡关系为Y=2X, 进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中 HS浓度为0.013kmol(H2S)/kmol(溶剂J)已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m 2 - s),气相体积吸收总系数为0.000395kmol/(m 3 s - kPa)。求所需填料蹭高度。解：y2=y1 (1-4)=0.0291 X0.01=0.000291

38、Y2=y2=0.000291Y1=0.0291/ (1-0.0291 ) =0.02997AYn= (Y-Y；) -Y2/ln(Y1-Y1*) /Y2=(0.02997-0.013 X2) -0.000291/ln(0.02997-0.013 X2) /0.000291=0.0014.Nog= (Y1-Y2) /AY= (0.02997-0.000297 ) /0.0014=21.2HOG=V/(KYaQ 尸0.015/ (0.000395 X 101.33)=0.375H=NogX HOg=21.2 X 0.375=7.9m第七章干燥1.已知湿空气的总压强为50kPa,温度为60c相对湿度4

39、0%,试求：(1)湿空气中水气的分压；( 2)湿度；(3)湿空气的密度解：( 1)查得60时水的饱和蒸汽压PS=19.932kPa水气分压 P水气=Ps(i) =19.932 X0.4=7.973kPa(2) H=0.622P水气/ (P-P水气)=0.622 X7.973/ (50-7.973 )=0.118 kg/kg 绝干(3) 1kg 绝干气中含 0.118kg 水气x 绝干 =(1/29)/(1/29)+(0.118/18)=0.84x 水气 =(0.118/18)/(1/29)+(0.118/18)=0.16湿空气分子量 M=18x水气 +29x 绝干气 =18X 0.16+29X

40、0.84=27.249 g/mol湿空气密度 P =MP/RT=( 27.24 X 103X50X 103) / (8.314 X333)=0.493 kg/m 3湿空气2. 利用湿空气的 H-I 图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号4 中各数值的求解过程序号干球温度湿球温度湿度相对湿度焓水气分压露点 kg/kg 绝干 kg/kg 绝干kPa160350.0322140530240270.024090325320180.0137550215430280.02585954253. 干球温度为 20，湿度为 0.009 kg/kg 绝干的湿空气通过预热器加热到50，再送往常压干燥器中， 离开干

41、燥器时空气的相对湿度为80。若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：(1) 1m3原湿空气在预热器过程中始的变化；(2) 1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。解：( 1)原湿空气的焓：I 0=(1.01+1.88H 0)t+2490H0二(1.01+1.88 X 0.009) X20+2490X 0.009=43kJ/kg 绝干通过预热器后空气的始 Ii=(1.01+1.88 X 0.009) X50+2490X 0.0009=73.756kJ/kg 绝干焓变化 A H=Ii-I 0=30.756kJ/kg 绝干空气的密度 P =MP/RT=(29X 10-3X 101.33 X 103)

42、/ (8.314 X293)=1.21 kg/m 3 . 1n3原湿空气烙的变化为 A H=30.756X 1.21/1.009=36.9kJ/kg 湿气( 2)等焓干燥I 1=I 2=73.756kJ/kg 绝干假设从干燥器中出来的空气湿度t=26.8 ，查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压PS=3.635kPaH2=0.622(|)PS/ ( P- 力 Ps)=0.622 X 0.8 X 3.635/(101.33-0.8 乂 3.635)=0.0184kJ/kg 绝干由 12=73.756= (1.01+1.88H2)t2+2490H试差假设成立 H2=0.0184kJ/kg 绝干获得水分量：A

43、H=H-H0=0.0184-0.009=0.0094kJ/kg绝干=0.0094 X 1.21/1.009=0.011kJ/kg 湿气4 .将t0=25C,力0=50%的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2=50C,力2=80%的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为 1： 3。分别用计算法和做图法求混合气体的湿度和焓。解：( 1)查得25时和50时水的饱和蒸汽压分别为3.291kPa 和 12.34kPa新鲜空气湿度 H0=0.622 6 °Ps/ (P-(j)0P3)=0.622 X0.5 X3.291/ (101.33-0.5 X 3.291 )=0.01027 kg 水/kg 绝干

44、废气湿度 H=0.622 6 2Ps/ (P-(J)2Ps)=0.622 X 0.8 X 12.34/ (101.33-0.8 X 12.34)=0.20142 kg 水/3kg 绝干混合气湿度 H= (0.01027+0.06714 X3) / (1+3)=0.0529 kg 水/kg 绝干混合气温度 tm= (25+50X 3) / (1+3) =43.75 C混合气始：I m= (1.01+1.88Hm) tm+2490Hm=(1.01+1.88 X 0.0529) X 43.75+2490X0.0529=180.26kJ/kg 绝干2)做图发略5 .干球温度t0=26C,湿千温度te23C的新鲜空气,预热到ti=95C后送入连续逆流干燥 器内，离开干燥器时温度为12=85C o湿物料初始X大况为:温度8 1=25C,含水量1=1.5%终了时状态为：温度8 2=34.5 C,2=0.2 %。每小时有9200kg湿物料加入干燥器内。绝干 物料的比热容CS=1.84kJ/(kg绝干 C)。干燥器内无输送装置，热损失为 580kJ/kg汽化 的水分。试求：( 1) 单位时间内回的的产品质量；( 2) 写出干燥过程的操作线方程；( 3) 在 H-I 图上画出操作