化工原理例题ppt课件_第1页
化工原理例题ppt课件_第2页
化工原理例题ppt课件_第3页
化工原理例题ppt课件_第4页
化工原理例题ppt课件_第5页
已阅读5页,还剩52页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

.,化工原理课件第三章非均相物系的分离,例2:在过滤压强差为0.3MPa条件下,利用板框压滤机对某药物悬浮液进行恒压过滤,过滤面积21m2,得到不可压缩滤饼,且滤饼体积与滤液体积之比为0.018。已知当过滤压强差为0.1MPa而其它操作条件相同时,该压滤机的过滤常数qe=0.0217m3/m2,e=2.81s。试求当所得滤饼体积为0.26m3时,所获得的滤液体积及所需的过滤时间。,解:,滤液体积,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节过滤九、过滤机的生产能力,化工原理课件第三章非均相物系的分离,例:用框数为26的BMS20/635-25压滤机恒压过滤每升水中含25g固相的悬浮液,料浆温度为25oC,已知,,。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼,洗水温度及表压与滤浆相同而体积为滤液的8%。辅助操作时间为l5min。已知。求Q。,恒压过滤方程,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节过滤九、过滤机的生产能力,化工原理课件第三章非均相物系的分离,解:,过滤面积,滤框总容积,(1)求V,滤饼充满滤框时对应的滤液体积,过滤终了时的q值,.,化工原理课件第三章非均相物系的分离,(2)求,恒压过滤方程式,第三节过滤九、过滤机的生产能力,(3)求,.,化工原理课件第三章非均相物系的分离,第三节过滤九、过滤机的生产能力,.,.,.,.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,例:某压缩机的吸入管路直径为200mm,压出管路直径为80mm,吸入管内气体压强为9.73104Pa,温度为30,压出管路内气体压强为5.886105Pa(表压),温度为80,已测得吸入管内气体平均流速为20m/s,试求压出管的流速、质量流速和压缩机的,排气量(以质量流量表示),解:吸入管,.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,压出管,压缩机的排气量,.,化工原理课件第一章流体流动,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,例:求We1200kg/m3P=101325Pa。,蒸发室压强2OOmmHg(真空度)。15m,684mm,2Om3/h,全部能损为12OJ/kg。求泵的有效功率,分析:,上游截面:,下游截面:,1-1,3-3,4-4,5-5,2-2,6-6,.,化工原理第一章流体流动,解:由柏努利方程:,其中,.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,例:求Z小区输水系统,水管管径684mm,4.0m3/h,全部能损为2OJ/kg(不含出口)。求液面距管出口的垂直距离。,分析:,上游截面:1-1,下游截面:选择管道出口的内侧为2-2截面,基准水平面:出口管轴线所在水平面,.,解:柏努利方程:,其中,Z1=2.14m,d=0.068-20.004=0.032m,化工原理第一章流体流动,.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,例:求p。某车间用压缩空气压送稀硫酸(密度1240kg/m3),流量为2m3/h,373.5mm的无缝钢管,总能量损失为10J/kg(不包括出口损失),贮槽液位恒定,输送管路出口高于贮槽内液面10M,求所需压缩空气的压力。,.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,(表压),解:取贮槽液面为1-1截面,管路出口内侧为2-2,在1-1和2-2两截面之间列柏努利方程,(表压),.,化工原理第一章流体流动,第二节流体在管内的流动,例:求u水平通风管道,直径自400mm渐缩到200mm。为了粗略估计管道中空气的流量,在锥形接头两端各装一个u型压差计。现测得粗管端u型压差计的读数为100mm水柱,细管端的u型压差计的读数为80mm水柱,空气流过锥形管的能量损失可以忽略,管道中空气的平均密度约为1.2kgm3,试求管道中的空气流量。,分析:,(2)理想流体:,(1)因空气在锥形管两端的压强变化仅20mm水柱,故可按不可压缩流体来处理。,.,解:在1-1和2-2两截面之间列柏努利方程。,u1=4.7m/s,化工原理第一章流体流动,.,例:水在附图所示的虹吸管内作定态流动,管路直径没有变化,水流经管路的能量损失可以忽略不计,试计算管内截面2-2、3-3、4-4、5-5处的压强。大气压强为1.0133105Pa。图中所标注的尺寸均以mm计。,解:由题可知:11截面:P1=1.013105Pau=0若以22截面为基准水平面,则z1=3m22截面:设管内流速为uz2=033截面:u,z3=3m44截面:u,z4=30.5=3.5m55截面:u,z5=3m66截面:u,z6=2m,P6=P1=1.013105Pa,化工原理第一章流体流动,.,We=0,hf=0,11截面和66截面之间计算来获取速度u:,u2/2=g(z1z6)=9.8,P2=1.209105Pa,P4=0.866105Pa,P3=0.915105Pa,P5=0.915105Pa,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,例:20oC水的流量为20m3/h。高位液面比贮罐液面高10m。吸入管为894mm无缝钢管,直管长5m,一个底阀、一个90标准弯头;排出管为573.5mm无缝钢管,直管长20m,有一个全开闸阀、一个全开截止阀和两个标准弯头。液面恒定且与大气相通。求泵的轴功率(泵的效率为70%)。,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,Z1=0,Z2=10m,u10,u20,p1=p2=0(表),故:,解:以水槽液面为上游截面1-1,高位槽液面为下游截面2-2,并以截面1-1为基准水平面。在截面1-1与2-2之间列柏努利方程式得,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,(1)吸入段:,式中,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,由附录2查得20oC时=998.2kgm-3,=1.00410-3Pas,,查图1-29,取=0.3mm,则,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,底阀,90标准弯头,进口,(2)排出段:同理可得,局部阻力:,.,化工原理第一章流体流动,第四节流体在管内的流动阻力,(3)总能量损失:,外功:,有效功率:,轴功率:,.,例:二氧化碳的体积分数为30的某种混合气体与水充分接触,系统温度为30,总压为101.33kPa。试求液相中二氧化碳的平衡组成,分别以摩尔分数和物质的量浓度表示。在操作范围内亨利定律可适用。,第二节气液相平衡三、气液相平衡关系式亨利定律,道尔顿定律:,解:,查表得:30,.,第二节气液相平衡三、气液相平衡关系式亨利定律,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算二、吸收剂用量与最小液气比,例:拟设计一填料吸收塔,处理某制药厂含SO2的废气。用水逆流吸收炉气中的SO2。气量100m3h-1,炉气温度20,含SO29%(体积)。要求SO2的回收率为90%,吸收剂用量为最小用量1.3倍。已知操作压力和温度为101.33kPa和20,平衡关系为Y=36X-0.0162。(1)当X2=0.0003时,求L和X1;(2)当X2=0时,求X1。,解:,(1),总的气体摩尔流量为:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算二、吸收剂用量与最小液气比,惰性组分的摩尔流量为:,进塔气体中SO2的摩尔比为:,出塔气体中SO2的摩尔比为:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算二、吸收剂用量与最小液气比,与Y1平衡的液相浓度为:,最小液用量为:,实际液用量为:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算二、吸收剂用量与最小液气比,出塔液相浓度为:,(2),最小液用量为:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算二、吸收剂用量与最小液气比,实际液用量为:,出塔液相浓度为:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,例:以清水在填料塔内逆流吸收空气氨混合气中的氨,混合气含氨4.0%(体积),要求回收率为0.96,气相流率为,采用的液气比为最小液气比的1.4倍,平衡关系为,总传质系数,试求:塔底液相浓度X1;所需填料层高度H。,解:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,(1),(2),.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,解吸因数法:,.,化工原理课件第一章流体流动,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,对数平均推动力法:,.,第三节吸收塔的计算四、吸收塔的操作型计算,例:在一填料吸收塔内用纯吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分,溶质的初始含量为0.05,回收率为60,吸收液出口含量为0.098(均为摩尔比)。操作条件下的气液平衡关系为,两相逆流接触。已知该过程为气相阻力控制,试求液体流量增加一倍时,可溶组分的回收率有何变化?,原工况下的液气比为,解:,.,原工况下的传质单元数为,气相阻力控制,故L增加,及近似不变,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,.,第四节双组分连续精馏塔的计算三、进料热状况和进料方程,例:在常压操作的连续精馏塔中分离含甲醇0.4与水0.6(摩尔分率)的溶液,进料的热状况参数为1.1,原料液流量为100kmol/h,要求塔顶易挥发组分的回收率不低于0.94,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、精馏段和提馏段的操作线方程及提馏段上升的蒸汽流量。假设气液相均为恒摩流动。,解:,(1),.,回收率为:,第三节吸收塔的计算三、填料层高度的计算,.,第四节双组分连续精馏塔的计算三、进料热状况和进料方程,(2)精馏段操作线方程:,(3),提馏段操作线方程:,.,第四节双组分连续精馏塔的计算三、进料热状况和进料方程,(4),另,.,第四节双组分连续精馏塔的计算三、进料热状况和进料方程,例:在一两组份连续精馏塔中,进入精馏塔中第n层理论板的气相组成为0.75,从该板流出的液相组成为0.65(均为摩尔分数),塔内气液比V/L2,物系的相对挥发度为2.5,求:从该板上升的蒸汽组成;流入该板的液相组成;回流比R。,解:,已知,和成平衡,.,第四节双组分连续精馏塔的计算三、进料热状况和进料方程,求,由第n板的物料衡算可得:,方法2:,和,满足精馏段操作线关系。,.,第四节双组分连续精馏塔的计算四、理论板数的确定,例:某苯与甲苯的混合原料,苯的摩尔分率为0.4。拟采用精馏塔加以分离,原料液处理量为100kmol/h。要求塔顶产品含量为0.9,苯的回收率不低于90,原料预热至泡点加入塔内。塔顶采用全凝器冷凝,回流比为1.875。已知在操作条件下,物系的相对挥发度为2.47。求为完成分离任务所需要的理论板数及加料位置。,.,解:,(1)求D,W,(2)求精馏段操作线方程,第四节双组分连续精馏塔的计算四、理论板数的确定,1.逐板计算法:,.,(3)求提馏段操作线方程,(4)求相平衡方程,由,(5)计算精馏段理论板数,.,由,第5块板为加料板,以下计算提馏段操作线方程代替精馏段操作线方程,.,(6)计算提馏段理论板数,由,.,第四节双组分连续精馏塔的计算五、回流比的影响及选择,例:某混合物在一常压连续精馏塔进行分离。进料中轻组分A含量为0.4(摩尔分率),流量为。要求塔顶馏出液中含A为0.9,A的回收率不低于0.9。泡点进料,取回流比为最小回流比的1.5倍,塔釜间接蒸汽加热.且知系统的相对挥发度为=2.5。试求(1)塔顶产品流量D,塔底产品流量W及组成;(2)最小回流比;(3)精馏段和提馏段操作线方程;(4)从塔底数起的第

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论