化工原理第二版-(下册)天津大学出版社课后习题解答

第1章蒸馆

1.已知含基0.5(摩尔分率)的笨一甲苯混合液，若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。笨和甲基的饱

和蒸汽压数据见例1-1附表。

tCC)80.1859095100105

x0.9620.7480.5520.3860.2360.11

解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据

查例1T附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压H：,P；,由于总压

P=99kPa,则由x=(PHV)/(P；HV)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘图数据。

以t=80.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

由图可得出当x=0.5时，相应的温度为92c

2.正戊烷(CM?)和正己烷(GJ1G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。

223.1233.0244.0251.0260.6275.1291.7309.3

温度CSH|2

KOH,.,248.2259.1276.9279.0289.0304.8322.8341.9

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CM2(A)和CM,(B)的饱和蒸汽压

以t=248.2C时为例，当t=248.2c时P6*=1.3kPa

查得P；=6.843kPa

得到其他温度下A,B的饱和蒸汽乐如下表

t(*C)248251259.1260.6275.1276.9279289291.7304.8309.3

PA,(kPa)6.8438.00012.47213.30026.60029.48433.42548.87353.20089.000101.300

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1=260.6C时x=(P-PB*)/(P；-PB*)

=(13.3-2.826)/(13.3-2.826)=1

平衡气相组成以260.6℃为例

当1260.6七时y=PA*x/P=13.3X1/13.3=1

同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下

t(r)260.6275.1276.9279289

X10.38350.33080.02850

y10.7670.7330.5240

根据平衡数据绘出t-x-y曲线

3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵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：①计算平均相对挥发度

理想溶液相对挥发度a=P"P；计算出各温度下的相对挥发度：

tCC)248.0251.0259.1260.6275.1276.9279.0289.0291.7304.8309.3

a--5.2915.5634.178-

取275.1匕和279C时的a值做平均a.=(5.291+4.178)/2=4.730

②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值

当x=0.3835时，

y=4.73X0.3835/[1+(4.73-1)X0.3835]=0.746

同理得到其他y值列表如下

tCC)260.6275.1276.9279289

a5.2915.5634.178

x10.38350.33080.20850

y10.7460.7000.5550

③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0.6(易挥发组分的摩尔)的两组溶液分别进行简单蒸储和平衡蒸储，若汽

化率为1/3,试求两种情况下的斧液和慵出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y=0.46x+

0.549

解：①简单蒸储

由ln(W/F)=/\Fdx/(y-x)以及气液平衡关系y=0.46x+0.549

得ln(W/F)=/1dx/(0.549-0.54x)=0.541n[(0.549-0.54xF)/(0.549-0.54x)]

•・•汽化率1-q=1/3则q=2/3即W/F=2/3

AIn(2/3)=0.541n[(0.549-0.54X0.6)/(0.549-0.54x)]解得

0.498代入平衡关系式y=0.46x+0.549得

y=0.804

②平衡蒸懦

由物料衡算FXP=Wx+Dy

D+W=F将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=0.783

5.在连续精储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,不大于0.05,懦出液回收率为88%.试求储出

液的流量和组分，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。

解:饱出回收率=DXO/FXP=88%得储出液的质量流量

Dxn=Fx,：88%=4000X0.3X0.88=1056kg/h

结合物料衡算FXF=Hk+DXD

D+W=F得X"=0.943

溜出液的摩尔流量1056/(76X0.943)=14.7kmol/h

以摩尔分率表示储出液组成xo=(0.943/76)/[(0.943/76)+(0.057/154)]

=0.97

6.在常压操作的连续精饰塔中分离喊甲醇0.4与说.6(均为摩尔分率)的溶液，试求以下各种进料状况下

的q值。(1)进料温度4(TC；(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。

瞌度1液相中甲醇的气相中甲醇的温月：t液相U।甲醇的气相中耳醉的

摩尔分率阳尔分率r摩尔力率摩尔分:格

1UUU.U(.0U.4)

yt>.40.UZ(.13415.U.b)5"9

93.50.041.23471.：!0.6)0.825

91.20.06(.30469.i0.7)0.870

89.30.08(.36567.0.800.915

87.70.100.41866.0.900.958

84.40.15C,51765.0.950.979

81.70.2057964.1.01.0

78.00.300.665

解：(1)进料温度4(rc

75.3C时，甲醇的汽化潜热n=825kJ/kg

水蒸汽的汽化潜热m=2313.6kJ/kg

57.6℃时,甲醇的比热Cv.=2.784kJ/(kg**C)

水蒸汽的比热C«=4.178kJ/(kg*,C)

查附表给出数据当心=0.4时，平衡温度t=75.3-C

••.40C进料为冷液体进料

即将Iniol进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分

一部分是将40C冷液体变成饱和液体的热量Q„二是将75.3C饱和液体变成气体所需要的汽化潜热

Q?,即q=(Q.+QJ/Q=1+(Q/Q1

Q,=0.4X32X2.784X(75.3-40)=2850.748kJ/kg

Q?=825X0.4X32+2313.6X0.6X18=35546.88kj/kg

，q=1+(QI/Q2)=1.08

(2)泡点进料

泡点进料即为饱和液体进料=1

<3)饱和蒸汽进料q=0

7.对习题6中的溶液，若原料液流量为100kmo]/h,储出液组成为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，精馈段的下降液体流量和提储段的上升蒸汽流量。

假设塔内气液相均为怛摩尔流。

解：①产品的流量

由物料衡算FxP=Wx,+Dxh

D+W=F代入数据得

W=60.44kmol/h

:.产品流量D=100-60.44=39.56kmol/h

②精微段的下降液体流量L

L=DR=2.5X39.56=98.9<mol/h

③提储段的上升蒸汽流量V

40t进料q=1.08

V=V'+(1-q)F=D(1+R)=138.46kmol/h

V=146.46kmol/h

8.某连续精馀操作中，已知精馋段y=0.723x+0.263：提偏段y=1.25x-0.0187

若原料液于露点温度下进入精饱塔中，试求原料液，储出液和釜残液的组成及回流比。

解：露点进料q=0

B|J精储段y=0.723x+0.263过(xD,xB)Axo=0.949

提储段y=1.25x-0.0187过(x,,x»)Ax.=0.0748

精储段与y轴交于[0，xo/(R+l)]即xo/(R+l)=0.263

AR=2.61

连立精溜段与提馀段操作线得到交点坐标为(0.5345,0.6490)

:.XF=0.649

9.在常压连续精储塔中，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)。

塔顶储出液组成为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-U

解：常压下紫-甲素相对挥发度a=2.46

精溜段操作线方程y=Rx/(R+l)=2x/3+0.9/3

=2x/S+0.3

精ta段y.=xD=0.9由平衡关系式y=ax/[l+(a-l)x]得

x.=0.7853再由精偏段操作线方程y=2x/3+0.3得

y2=0.8236依次得到x2=0.6549y3=0.7366

X3=0.5320y」=0.6547

X」=0.4353*.*X4<XF=0.5<Xj

精储段需要板层数为3块

提馆段X1'=xt=0.4353

提储段操作线方程y=Lx/(L-n-Wx,/(L-W)

饱和液体进料q=1

L/(L-W)=(L+F)/V=1+V/(3D)

由物料平衡FXF=+Dxc

D+W=F代入数据可得D=W

L/(L-W)=4/3W/(L-W)=W/(L+D)=W/3D=1/3

即提馆段操作线方程y=4x73-0.1/3

Ay3=0.5471

由平衡关系式y=ax/[l+(a-l)x]得x；=0.3293

依次可以得到y3=0.4058x3=0.2173

y<=0.2564x\=0.1229

yB=0.1306xs=0.0576

■:X5<x«=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20℃,试

求所需理论板层数。已知回流液的泡殿温度为83*C,平均汽化热为3.2X10'kJ/kinol,平均比热为140

kj/(kmol•C)

解：回流温度改为20C,低于泡点温度，为冷液体进料。即改变了q的值

精储段不受q影响，板层数依然是3块

提馀段由于q的影响，使得L7(L-W)和W/(L-W)发生了变化

q=(Q.+Q2)/。=1+(Q/QJ

Q,=C»AT=140X(83-20)=8820kj/kmol

0=3.2X10'kJ/kmol

q=1+8820/(3.2X10')=1.2756

L'/(L-W)=[V+W-F(l-q)]/[V-F(l-q)]

=[3D+W-F(l-q)]/[3B-F(l-q)]VD=W,F=2D得

L/(L-W)=(l+q)/(0.5+q)=1.2815

W/(L-W)=D/[3D-F(l-q)]=1/(l+2q)=0.2815

，提循段操作线方程为y=1.2815x-0.02815

x.=x.=0.4353代入操作线方程得y；=0.5297再由平衡关系式得到

x；=0.3141依次计算y；=0.3743

x；=0.1956y；=0.2225

x；=0.1042y5=0.1054

xs=0.0457

":Xs<x»=0.x<

二提储段板层数为4

理论板层数为3+4+1=8块(包括再沸器)

11.在常压连续精循塔内分离乙醇-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)，

微出液组成不低于0.8,釜液组成为0.02；操作回流比为2。若于精微段侧线取料，其摩尔流量为储出液

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

疝=0.8开始，在精储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.，则改在提谭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(x、，x0.

如图，理论板层数为10块(不包括再沸器)

出料口为第9层：侧线取料为第5层

12.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,偏巴液中含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L63,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(■,汽)位于平衡线上：且q线过(刈，XF)可以计算出q

线斜率即q/(l-q),这样就可以得到q的值

由式1-47%=[(xo/xj-a(1-xo)/(Hx,)]/(a-1)代入数据得

0.63=[(0.957/xq)-2.5X(!-0.957)/(1-xq)]/(2.5-1)

Ax.=0.366或Xq=1.07(舍去)

即.=0.366根据平衡关系式y=2.5x/U+1.5x)

得到yq=0.591

口线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=0.67

V0<q<1••・原料液为气液混合物

13.在连续精镭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

0.95的合格产品。塔顶储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：⑴操作回流比和最小回流比：(2)若储出液量为lOOkmol/最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/[l+(a-l)x]代入已知数据

0.95=0.88a/[I+0.88(-/.a=2.591

第一块板的气相组成y.=2.59",/(1+1.591x,)

=2.591X0.79/(1+1.591X0.79)=0.907

在塔顶做物料衡算V=L+D

Vyi=LXL+DXD

0.907(L+D)=0.88L+0.95DL/D=1.593

即回流比为R=1.593

由式1-47R.in=[(xu/xj-a(1-XD)/(1-XJ]/(a-1)泡点进料x,=XF

，R.ia=1.031

(2)回收率DX/FXF=96%得到

F=100X0.95/(0.5X0.96)=197.92kmol/h

15.在连续操作的板式精微塔中分离苯一甲苯的混合液。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6。

操作条件下苯-甲苯混合液的平衡数据如下：

x0.260.380.51

y0.450.600.72

解：假设测得相邻三层板分别为第n-1层，第n层，第n+1层

即Xn-1=0.28x„=0.41xIr1=0.57根据回流条件yB.i=xn

y»=0.28y„.i=0.41=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7；=2.4X0.41/(1+0.41X1.4)=0.625

与第n+1层板液相平衡的气相组成y"=2.4X0.57/(1+0.57X1.4)=0.483

由式1-51Ew=(yn-yn.i)/(yn-yn.i)

可得第n层板气相单板效率=(xn--xa)/(yn,-xn)

=(0.57-0.41)/(0.625-0.41)

=74.4%

第n层板气相单板效率Em”=(xn-x..i)/(y"-xQ

=(0.41-0.28)/(0.483-0.28)

64

第2章吸收

1.从手册中查得101.33kPa,25c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H-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

由亨利定律y=mx得m=y/x=0.00974/0.0105=0.928

液相体积摩尔分数C=(1/17)/(101X107103)=0.5824X10'mol/m3

由亨利定律P=C/H得H=C/P=0.5824/0.987=0.590kmol/(m3•kPa)

2.10L33kPa,10℃时，氧气在水中的溶解度可用P=3.31X10%表示。式中：P为氧在气相中的分乐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=101.33X2：%=21.28kPa

氧在水中摩尔分率x=21.28/(3.31X106)=0.00643X101

每立方米溶有氧0.0064X10JX32/(18X106)=11.43g

3.某混合气体中含有2%(体积)C02,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30℃时C0?在水中的亨利系数E=1.88X105kPa,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gCO1。

解：由题意y=0.02,m=E/P息=1.88X107506.6=0.37X10」

根据亨利定律y=mx得乂=y/m=0.02/0.37X103=0.000054即

每100g与该气体相平衡的水中溶有CO?0.000054X44X100/18=0.0132g

H=P/18E=107(10X1.88X105)=2.955X10Imo"(n?・kPa)

7.在101.33kPa,27c卜用水吸收混于空气中的甲醉蒸汽。甲醇在气，液两相中的浓度:都很低，平衡关系

J5

服从亨利定律。已知溶解度系数H=1.995kmol/(m-kPa),气膜吸收系数k6=1.55X10kmol/W-s-kPa),

液膜吸收系数k,=2.08X105kmol/tf-s-kmol/m3),,试求总吸收系数降并计算出气膜阻力在总阻力

中所的百分数。

解：由1/Kc=l/kc+1/Hk..可得总吸收系数

1/Kc=1/1.55X103+1/(1.995X2.08X105)

&=1.128X105kmol/(m2•s•kPa)

气膜阻力所占百分数为：(1/kc)/(1/kc+1/Hki)=Hki/(Hki+kc)

=(1.995X2.08)/(1.995X2.08+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10L33kPa。稳定操作状况下塔内某截

面上的气相甲醇分压为5kPa,液相中甲醇浓度位2.llkmol/m：'.试根据上题有关的数据算出该截面上的吸

收速率。

解：由已知可得kc=1.128X10&kmol/(m2•s,kPa)

根据亨利定律P=C/H得液相立衡分压

P'=C/II=2.11/1.995=1.053kPa

.•・NA=Kc(P-P*)=1.128X105(5-1.058)=4.447X10-5kmol/(m2•s)

=0.16kmol/(n2,h)

9.在逆流操作的吸收塔中，于10L33kPa,25c下用清水吸收混合气中的CO二将其浓度从2%降至0.1%

(体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数E=5.52X10'kPa.若吸收剂为最小理论用量的L2倍，试计算

操作液气比L/V及出口组成X。

解：(1)Y,=2/98=0.0204,Y2=0.1/99.9=0.001

m=E/P9=5.52X107101.33=0.0545X10,

由(L/V),in=(Y,-Y2)/Xi*=(Y.-Y2)/(Yi/m)

=(0.0204-0.001)/(0.0204/545)

=518.28

L/V=1.2(L/V)=622

由操作线方程Y=(L/V)X+Y2-(L/V)X?得出口液相组成

X,=(Y,-Y2)/(L/V)=(0.0204-0.001)/622=3.12X10"

(2)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'=E/B=5.52X10710133=0.0545X105

(L/V)*=1.2(L/V)二=62.2

4

X,'=(Y-Y2)/(L/V)=(0.0204-0.001)/62.2=3.12X10

10.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40C下进入塔底，

体积流量为0.556m7s,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

估算出塔内气相体积吸收总系数K’a的平均值为0.0556kmo"(m3-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远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/r氨溶液浓度气相氨平衡浓度

Xkmol(氨)/kmol(水)Y*kmol()/kmolO

2000

23.50.0050.0056

260.010.010

290.0150.018

31.50.020.027

340.0250.04

36.50.030.054

39.50.0350.074

420.040.097

44.50.0450.125

470.050.156

解：混合气流量G=丸D任/4

AD=(4G/Jru),/2=[(4X0.556)/(3.14X1.2)],/2=0.77m

Y,=0.1/0.9=0.111

y2=yi(1-n)=0.05X0.1=0.005

Y2=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尸0.111相平衡的液相组成

X,*=0.0425

(L/V)Bin=(Y.-Y,)/X；=(0.111-0.005)/0.0425=2.497

(L/V)=1.1(L/V)nln=2.75

由操作线方程Y=(L/V)X+L可得X,=(V/L)(Y-Y2)

=(0.111-0.005)/2.75

=0.0386

由曲线可查得与Xi相平衡的气相组成YJ=0.092

AY.=(AY-AY2)/ln(AY,-AY2)

=[(0.Ill-0.092)-0.005]/In(0.111-0.092)/O.005

0.0105

I

DC(Y-Y2)/AYr=CO.111-0.005)/0.0105

=10.105

惰性气体流量G=0.556X(1-0.1)=0.556X0.9

=0.5004n7s

=(0.5004X101.33X10J)/(8.314X313)

=19.49nol/s

%：=V/OGaQ)=(19.49X10J)/(0.0556^X0.7774)

=765.56X103m

3

填料层高度H=NOGXHOG=10.105X765.56X1C

=7.654m

12.在吸收塔中用请水吸收混合气体中的SR,气体流量为5000m：'(标准)/h,其中SO2占10%,要求S0?

的回收率为95%。气，液逆流接触，在塔的操作条件下，SOz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L5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%提高到98%,用水量应增加到

多少？

解：(1)山=力(i-n)=o.ix(1-0.95)=0.005

Y,=0.1/0.9=0.111L=0.005/(1-0.005)=0.005

(L/V).in=(Y,-Y2)/X,*=(Y.-Y2)/(Y./26.7)

=(0.111-0.005)X26.7/0.Ill

=25.50

(L/V)=1.5(L/V)nin=38.25

惰性气体流量：V=5000X0.9/22.4=200.89

用水量L=38.25X200.89=7684kmol/h

(2)吸收操作线方程Y=(L/V)X+Y2代入已知数据

Y=38.25X+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位中的FLS,进塔气相中含H2s(体积)2.91%要求

吸收率不低于99%,操作温度300K,压强101.33kPa,平衡关系为Y'=2X,进塔液体为新鲜溶剂，出塔

液体中H?S浓度为0.013kmol(H?S)/kmol(溶剂)

已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m2-s),气相体积吸收总系数为0.000395

kmol/(m*•s•kPa).求所需填料•蹭高度.

解：y2=yi<1-q)=0.0291X0.01=0.000291

Y，=y2=0.000291Ys=10291/(1-0.0291)=0.02997

B

△Y0=[(Y-Y.)-Y2]/ln[:YTJ)/Yj

=[(0.02997-0.013X2)-0.000291]/ln[(0.02997-0.013X2)/0.000291]

=0.0014

/.N«=(Y-Y2)/AY.=(102997-0.000297)/O.0014=21.2

=V/(KYaQ)=0.015/(0.000395X101.33)

=0.375

H=NKXH1K=21.2X0.375=7.9m

第3章干燥

1.已知湿空气的总压强为50kPa,温度为60C相对湿度40%,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60C时水的饱和蒸汽压R=19.932kPa

:.水气分压19.932X0.4=7.973kPa

(2)H=0.622P2/(P-P水气)=0.622X7.973/(50-7.973)

=0.118kg/kg绝干

(3)1kg绝干气中含0.118kg水气

x维干=(l/29)/[(l/29)+(0.118/18)]=0.84

x水气=(0.118/18)/[(1/29)+(0.118/18)]=0.16

/.湿空气分子量=18x«r+29x=18X0,16+29X0.84

=27.249g/mol

■湿空气密度P=MP/RT=(27.24X10sX50X103)/(8.314X333)

=0.493kg/d湿空气

2.利用湿空气的HI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F球温度N1球温度湿J更相对酉度焙水气分压露点

r版i干%kfr/krr住干kPnr

UUJuUvJ乙2•JJU

\

240270.024090325

320180.0137550215

430280.0258595425

3.干球温度为20*C,湿度为0.009kg/kg绝干的湿空气通过预热器加热到5(TC,再送往常压干燥器中，离

开干燥器时空气的相对湿度为80%。若空气在干燥器中经历等给干燥过程，试求：

(1)加,原湿空气在预热器过程中蛤的变化；

(2)lm‘原湿空气在干燥器中获得的水分量。

解：⑴原湿空气的耐:Io=(1.01+1.88Ho)t+2490Ho

=(1.01+1.88X0.009)X20+2490X0.009

=43kj/kg绝干

通过预热器后空气的焙I.=(1.01+1.88X0.009)X50+2490X0.0009

=73.756kj/kg绝干

■变化AH=I.-L=30.756kj/kg绝干

空气的密度P=MP/RT=(29X103X101.33X103)/(8.314X293)

=1.21kg/m3

:,加^原湿空气始的变化为AH=30.756X1.21/1.009=36.9kj/kg湿气

(2)等给干燥I,=L=73.756kj/kg绝干

假设从干燥器中出来的空气湿度t=26.8匕，查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压

Ps=3.635kPa

H2=0.6226Ps/(P-4)PS)

=0.622X0.8X3.635/(101.33-0.8X3.635)

=0.0184kj/kg绝干

由L=73.756=(1.01+L88H.)t2+2490乩试差

假设成立

・•・H2=0.0184kj/kg绝干

获得水分量：AH=H2-H(=0.0184-0.009=0.0094kj/kg绝干

=0.0094X1.21/1.009=0.011kj/kg湿气

4.将t°=25℃,巾产50%的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2=50C,小评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熔。

解:(1)查得25c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Ho=0.622。。P$/(P-(b<Ps)

=0.622X0.5X3.291/(101.33-0.5X3.291)

=0.01027kg水/kg绝干

废气湿度H2=0.6224)2Ps/(P-*2Ps)

=0.622X0.8X12.34/(101.33-0.8X12.34)

=0.20142kg水/3kg绝干

混合气湿度H.=(0.01027+0.06714X3)/(1+3)

=0.0529kg水/kg绝干

混合气温度to=(25+50X3)/(1+3)=43.75'C

:.混合气始:I.=(1.01+L88H.)to+2490H.

=(1.01+1.88X0.0529)X43.75+2490X0.0529

=180.26kj/kg绝干

(2)做图发略

5.干球温度to=26C,湿球温度=23c的新鲜空气，预热到t产95c后送入连续逆流干燥器内，离开

干燥器时温度为t尸