化工原理之吸收习题

化工原理之吸收习题吸取习题一、分析与判定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N2

压入容器，那么E H m p ；2〕假设溶液温度t下降，那么E H m p ；3〕注入溶质A，那么E H m p 答：1〕不变，不变，变小，不变当密闭容器内压入N2

H不变，溶质的含量也不变，平稳pExmE/ppmpH均受温度的阻碍，E变小，HmE/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，现在物系的E、H、m均不变，而注入A后，溶液中溶解的溶质含量变大，故p变大。2、某吸取过程，气相传质系数与液相传质系数的关系是ky

3kx

，那么现在气相传质推动力(yyi

) ，液相传质推动力(xi答：不确定。

x。〔大于、等于，小于，不确定〕题中未给出平稳关系，两个传质系数相差又不大，因此无法判定是气膜操纵过程依旧液膜操纵过程。3低浓度逆流吸取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取剂用量传质推动力将 设备费用将 〔增大、减小，不变〕答：减小，增大此设备的费用将增大。4、某逆流吸取塔操作时，因某种缘故致使吸取剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，那么将发生么情形： 。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。吸取剂入塔量减小，吸取的推动力下降，由于原定的最小液气比对应着原分离要求，尽管操作的液气比小于原定的最小液气比，操作仍旧是吸取操作，只是现在对应的分离要求发生了变化，由于液气比下降，因此操作无法达到原先的设计要求，气体出塔的含量将增大；而又由于操作的温度、压强不变，因此吸取的平稳关系不变，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稳组成，故液体出塔含量x1

也增大。5L并绘出新工况的操作线：出塔液体x1

，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1 V1K 1ya k ky x

Lkx

mV

增大，H ya OG Kya

减小；ymx填料层高度不变，HOG

减小，NOG

S

减小，依照传质单元数关联图，L y2

2mx2

yx均1 2不变，故y2

减小，回收率

1yy1y

2增大；Lyx1 2

均不变，故操作线上端与平稳线的距离变大，出塔液体的组成x1

减小。出塔液体x1

减小，塔底的推动力变大，出塔气体

y减小，塔顶的推动力变小，故y2

的变化不确定。新工况的操作线如下图第5题答案图 第6题答案6、低浓度逆流吸取操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸取剂入塔含量升高，试绘出新工况的操作线。x2

变高，那么y变大，塔顶的推动力变小，故新工况下的操作线必定下移，且与原工况的操作2线的斜率相等。新工况的操作线如下图。7、吸取操作中，原工况下气体进塔量为Vyy1 2

。由于某种缘故，吸取剂入塔浓度升高，采纳增Lyy1 2

保持不变那么与原工况相比被吸取溶质总量 平均推动力〔增m大，减小，不变，不确定〕。答：不变，减小Vy1

y)yy2 1

均不变，故被吸取的溶质量不变；K

Lk

V 减小；ya 1mk ky x

x yy

OG Kya填料层高度不变，HOG

减小，NOG

增大，N OG

2，y y、y 1 2、m

不变，NOG

增大，故ym

减小。8、低浓度逆流吸取操作中，当吸取剂温度降低其他条件不变时，试判定以下参数变化情形并绘出操作线：相平稳常数 ，Kya

，推动力ym

，回收率 ，出塔y2

，出塔x 〔增1大，减小，不变，不确定〕。第8题图 第10题图答：减小，增大，不确定，增大，减小，增大

1 ，m

V 减小；填料层高ya 1mk ky x

yaymx

OG Kya度不变，HOG

减小，NOG

增大，S不变，依照传质单元数关联图，1y2

2增大，y 、xmx 1 2

y2

减小，回收率

yy1y1

2y2

yx1 2

yy1

的交点右移，x1

增大，yyNOG ym

2，NOG

y1

y增大，故2

的变化趋势不能确定。变化后的操作线如图。9、低浓度逆流吸取操作中，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x ，被吸取溶质总量 ，回收率φ ，推动力，N1 m OL

〔增大，减小，不变，不确定〕答：减小，减小，减小，不变，减小，不变

ymx其他条件不变，那么NOG

不变，依照传质单元数关联图，1y2

2不变，xmx 22

y1

下降，第9题答案图 第10题答案图因此，气体出口含量y也减小，吸取操作线的斜率不变，因此吸取操作线平行下移，因此吸取的平均推动力减小，2 m

1

2，推动力x

减小，因为吸取率下xOL OL x m 2 1xm降，被吸取的溶质总量减小。13、对解吸因数S0.5的系统进行逆流吸取，当塔高为无穷大时，塔顶气相出口含量y yy2 2 1

y假设系统压力增加为原先的4倍其他条件不变那么现在y y，1 2 2y y〔大于，等于，小于，不确定〕。1 1答：等于，大于，大于，等于同上图14、在吸取、解吸联合操作中，坚持吸取塔L、V、y，解吸气入塔含量y和两塔操作温度、压力均不变，现减少解吸气1 2用量V，与原工况相比，新工况下离开解吸塔的液体含量x ，离开吸取塔的气体含量y ，离开吸取塔的液体2 2含量x1

，吸取塔平均推动力ym

，吸取塔的回收率 〔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，那么吸取塔的平均推动力减小，回收率减小，NOL不变，A

ymx1

2不变，x

也增大。y1一、填空题

mx 21

1第三章传热习题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，假设将二层和第三层的材料互换，那么导热量变〔 〕，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〔 〕，凝传热量〔 〕。答：减小，增加。冷凝传热系数与温差的-1/43/4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：下降在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，那么热缺失越〔 〕答：越小黑体的表面温度提高一倍，那么黑体的辐射能力提高〔 〕倍答：15沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越〔 〕，沸腾传热系数α越〔 〕答：多，大20mm1270W/〔m2．℃〕。假如流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数变为〔 〕W/〔m2．℃〕答：612=0.023

Re0.8Pnd r 0.8 W / d d2 4 =0.023d

Prn ∝d1(12)0.8=d1.8 301.8= 20

=0.482 =0.482=0.4821270=612W/(m2·℃)20mm，测得其对流传热系数为27mm，并忽略出口温度变化对物性所产生的阻碍。⑴假设液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的0.94170.5826知：d0.020m20mmd27mm2求： 21

du0.8

cn解：(1)由u

u，0.023

p 2 1 d

d0.82 d d

d 0.8 20270.8得 21

2 1 2dd0.8 dd1 2 1d

2720

0.9417(2)由 W2

1W，WVuA1得 uA2 2

uA，u21 1 u1

d 2d12du2 d

8

d d

0.8

d

0.8d

20.8因此 2 2

2 2

2

1 d

0.8

du

d d

1 11 2 1d

2 1 21d d

0.8d

1.6

d

201.8d1d2

d1

d1

27

0.5826 2 1 2 2在一内钢管为18010mm3500kg/h100C60C，其平均比热为2380J/(kgK)40C50C4174J/(kgK)。内管内外侧对流传热2000W/(m2K3000W/(m2K)，45W/(mK)。假定热缺失和污垢热阻能够忽略。试求：⑴冷却水用量7982kg/h；⑵基于内管外侧面积的总传热系数Ko内管外侧传热面积3.1975m2。

883.8571W/(m2K)；⑶对数平均温差32.75℃；⑷解：(1)由 Wc h ph 1

TWc 2 c pc

t1Wc T

3500238060得 W c

h ph 1 2 c t tpc 2 1

4174

7982kg/hdm

dodid

180160169.80mm180lno di1 1 d b d 1

160K o

odi

dom o 1.1314 1032000 160 45 169.8 3000因此 Ko

883.8571W/(m2K)tm逆

t2t1t1

502032.75C50lnt2 ln201由 QKo

St

Wc h ph

T2得 S

Wc h ph

T2

35002380

3.1975m2Kto m逆

3600883.85732.75二、选择题10020℃，出口温度为80℃，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C 接近饱和蒸汽温度答：C测定套管换热器传热管内对流传热系数αi量及进、出口温度均可测量。且测量的精确度差不多上相同。用公式αi公式运算。A Q=WcCp,c(t-t) B Q=WhCp,h(T-T)

=Q/si△ti求αi

时，式中的Q用下面〔 〕2 1 1 2C Q=WcCp,c(t-tQ=WhCp,h(T-T2 1 1 2答：A在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。〔冷凝液在饱和温度下排出〕，饱和蒸汽应走〔 A 壳程 B 管程 C 壳程和管程都能够两流体在换热器中必须〔 〕流淌。A 逆流 B 并流 C 逆流和并流都能答：A，C传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，阻碍传热过程的将是〔 〕。A 管壁热阻 B 污垢热阻 C 管内对流传热热D 管外对流传热热阻答：B下述措施中对提高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 换热器采纳三角形排