化工原理下册习题课(期末)-10本

蒸馏内容小结 一个前提（连续稳定）；三种方法（平衡关系、物料衡算、热量衡算（不要求）；三个方程（平衡方程、操作线方程、线方程）；四个概念（理想溶液、相对挥发度、液相分率、回流比）目的求塔高、关键求理论板数。 一、 平衡关系相图 相图 二、物料衡算 塔顶易挥发组分回收率塔底难挥发组分回收率三、操作线方程 三、操作线方程（续） （回流比） ：进料中的液相分率，有五种进料热状况。 四、最小回流比1作图法 2. 解析法泡点进料 露点进料 五、全回流 逐板计算法全凝器 分凝器六、塔板效率1.总板效率ET全塔效率NT理论板层数NP实际板层数2.单板效率 或者 理论板数求算图解法捷算法NL, x0yn+1V, y1xN1W, xWF, xFN1N1+1xmN-1ym+1mm+1xm-1LVymV,yWL, xN-1xm+1xN-1n21LVyN-1精馏塔的逐板计算干燥内容小结一、湿空气的性质1.湿度H 相对湿度 Ps水的饱和蒸汽压 P水汽分压2.比体积（湿体积） -湿空气的比体积 m3湿空气/kg绝干气3.比热容和焓二、湿度图1.湿度图包括：（等湿线（等H 线）、等焓线（等I 线）、等温线（等 t 线）、等相对湿度线（等 j 线）、水汽分压线（p 线） 2.重点应用：由两个独立参数确定其它参数 如：温度t湿球温度tW、温度t露点温度td、温度tj、三、湿物料的性质1.湿基含水量（w）和干基含水量(X) 2.湿物料的比热容cm3.湿物料的焓 湿物料的温度为四、干燥过程的物料衡算1. 物料衡算 绝干料衡算水分蒸发量L绝干空气流量 G绝干物料流量绝干空气消耗量Kg 绝干气/s 单位空气消耗量 新鲜空气消耗量五、干燥过程的热量衡算预热器的热量衡算整个系统热量衡算 整理得干燥设备的热效率六 干燥速率、干燥时间（掌握基本概念和性质）吸收内容小结3平衡线方程（亨利定律） E随T升高增大，H随T升高减小，难溶气体E值很大、H值很小当溶液浓度很低时简化为 吸收操作是典型的传质过程。以下表四大方程（菲克定律、吸收速率方程、平衡线方程、操作线方程）为基础，以填料层高度计算为核心，将本章主要公式串成一体， 1 菲克定律2 扩散速率方程 对于气体中扩散系数 5.操作线方程 注意：qn,V为单位时间通过吸收塔的惰性气体,kmol/s 4吸收速率方程 7填料层总高度计算 7.1传质单元数法传质单元数的确定1脱吸因数法（注意条件）2. 对数平均推动力法7.2等板高度法（略）6扩散系数之间的关系例 题P158 2. 试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯甲苯混合液在总压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式中p的单位为kPa，t的单位为。苯甲苯混合液可视为理想溶液。（作为试差起点，100 kPa和10 kPa对应的泡点分别取94.6 和31.5 ）解：本题需试差计算（1）总压p总100 kPa初设泡点为94.6，则 得 kPa同理 kPa或 则 （2）总压为p总10 kPa通过试差，泡点为31.5，=17.02kPa，5.313kPa随压力降低，增大，气相组成提高。P159 9在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为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。kmol/h=34.5 kmol/h则 解得 kmol/h（2）R为Rmin的倍数对于泡点进料，q = 1R = 1.70对于泡点进料，Rmin的计算式为 于是 P160 14在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气加料。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.20，试求（1）操作回流比与最小回流比的比值；（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，该板的气相默弗里效率EMV1。解：（1）R与Rmin的比值 先由精馏段操作线方程求得R和xD，再计算Rmin。由题给条件，可知解得 对饱和蒸气进料，q = 0，yq = 0.35则 （2）气相默弗里效率 气相默弗里效率的定义式为 （1）式中 将有关数据代入式（1），得 P277 7.在常压下用热空气干燥某湿物料，湿物料的处理量为l 000kg/h，温度为20 ，含水量为4(湿基，下同)，要求干燥后产品的含水量不超过0.5，物料离开干燥器时温度升至60 ，湿物料的平均比热容为3.28 kJ(kg绝干料)。空气的初始温度为20 ，相对湿度为50，将空气预热至100 进干燥器，出干燥器的温度为50 ，湿度为0.06 kg/kg绝干气，干燥器的热损失可按预热器供热量的10计。试求（1）计算新鲜空气的消耗量；（2）预热器的加热量Qp；（3）计算加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数；（4）干燥系统的热效率。 解：（）新鲜空气消耗量，即 绝干物料 所以 20 时空气的饱和蒸汽压为 （2）预热器的加热量p，用式 11-31计算p，即 （3）加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数 加热物料耗热总耗热量加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数： （4）干燥器的热效率，若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则用式11-37计算干燥系统的热效率。 期中考试：某厂吸收塔填料层高度为6.0m，用水吸收尾气中的有害组分A，已知平衡关系为Y=3.5X，塔顶X2=0，Y2=0.009，塔底X1=0.008，Y1=0.04，试求：（1）气相总传质单元高度；（2）操作液