第五八章例题简Word格式文档下载.docx

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因G,温度和压力不变，HOG不变，又因H不变,NOG不变

例题：

逆流清水吸收某混合气，y1=0.05，S=0.8m2，G=1200m3/h（27℃，1atm），H=4m,A=1.2,Kya=100kmol/m3h,求

（1）y2解：

G=1200*273/（300*0.8*22.4）=60.94kmol/m2h

HOG=G/Kya=0.6094m

NOG=H/HOG=6.564

A=L/mG=1.2

NOG=ln[（1-1/A）（y1-mx2）/（y2-mx2）+1/A]/（1-1/A）

=ln[（1-1/A）y1/y2+1/A]/（1-1/A）

∴y2=0.00387

（2）H’=1.1H,其他条件不变，求y2’

L,G,y1,x2不变，Kya不变

∴HOG不变

H=HOG*NOG

H’/H=N’OG/NOG=1.1

A=L/mG不变

N’OG=1.1NOG＝1.1*6.564

=ln[（1-1/A）y1/y’2+1/A]/（1-1/A）

=ln[（1-1/1.2）*0.05/y’2+1/1.2]/（1-1/1.2）

∴y’2=0.00334

26） 

用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分。

进塔气体浓度为0.048（摩尔分率），要求回收率

为92%。

取液气比为最小液气比的1.6倍。

气液逆流，平衡关系

，气相总传质单元高度为0.62米。

试求填料层高

。

又，为增大填料润湿率，采用吸收剂再循环流程，气体流量及进、出塔的浓度不变，补充的纯溶剂流量和传质单元高度均不变，循环液流量与补充液流量之比为0.10。

试求此操作所需的填料层高度

第六章

苯－甲苯，XD=0.95,泡点进料，Zf=0.48,R=1.2Rmin,α=2.56,求从第二层理论板上升的蒸汽组成

平衡线：

y=αx/[1+（α-1）x]

=2.56x/（1+1.56x）

∵泡点进料q=1

∴Xe=Zf=0.48

联立xe=0.48

ye=2.56xe/（1+1.56xe）

∴ye=0.703

Rmin=（xD-ye）/（ye-xe）=1.1076

R=1.2Rmin=1.329

精馏段操作线：

yn+1=Rxn/（R+1）+xD/（R+1）

=0.571xn+0.408

∴y1=xD=0.95

x1=y1/[y1+α（1-y1）]

=0.881>

0.48→精馏段

y2=0.571x1+0.408=0.911

保留三至四位有效数字

例题α=3,Zf=0.6,泡点进料，XD≥0.9,XW≤0.02,求：

（1）每获得1kmol溜出液的原料用量

D=1kmol

F=D+W

FZF=DXD+WXW

∴F=1+W

1.6F=0.9*1+0.02W

∴F=1.52kmol

（2）若R=1.5，求R/Rmin

=3x/（1+2x）

∴Xe=Zf=0.6

联立xe=0.6

ye=3xe/（1+2xe）

∴ye=0.818

Rmin=（xD-ye）/（ye-xe）=0.376

R/Rmin=4

（3）若R=1.5，求Nn

精馏段：

=0.6xn+0.36

∴y1=xD=0.9

=0.75>

0.6→精馏段

y2=0.6x1+0.36=0.81

x2=y2/[y2+α（1-y2）]

=0.587<

0.6→精馏段结束

∴Nn=1

第二块为加料板

（4）设料液加到板上后加料板上溶液的组成不变仍为0.6，求上升到加料板上蒸汽的组成

已知x’2=0.6求y’3

提馏段：

y’n+1=L’x’n/V’-Wxw/V’

L’=L+qF

再沸器物料衡算：

L’=V’+W

∴V’=L’-W=L+qF-W

y’n+1=（L+qF）x’n/（L+qF-W）-Wxw/（L+qF-W）

∵R=1.5D=1kmol

∴L=RD=1.5kmol

∵F=1.52kmol

∴W=F-D=0.52kmol

∵q=1

∴y’n+1=（L+qF）x’n/（L+qF-W）-Wxw/（L+qF-W）

=1.208x’n-0.0416

y’3=1.208x’2-0.0416

=1.208*0.6-0.0416

=0.72

分离乙醇－水混合物，进料量为2360Kg/h,ZF=0.2（mol），则：

MM=46*0.2+18*0.8=23.6

F=2360/23.6=100kmol/h

精镏段某一块板上的汽相组成为0.6，由其上一板流下的液相组成为0.5，xD=0.8,试求：

操作回流比

0.6=R*0.5/（R+1）+0.8/（R+1）

R=2

若汽液混合进料，汽液摩尔比2：

3，则q=?

q=（I-if）/（I-i）=（3/5）r/r=3/5

分离苯－甲苯,饱和蒸汽进料，ZF=35％（mol％,下同）,F=100kmol/h，q=0,D=40kmol/h,α=2.5,精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16。

试求：

（1）提馏段操作线方程；

（2）若塔顶第一块板下降的液相中含苯70％，求该板以气相组成表示的板效率EmV；

（1）R/（R+1）=0.8R=4

XD/（R+1）=0.16XD=0.8

q=0L’=L=RD=160kmol/h

V’=V-F=（R+1）D-F=100kmol/h

WXW=FZF-DXD=3

y’=（L’/V’）X’-WXW/V’=1.6X’-0.03

（2）y1=xDx1=0.7

y2=0.8x1+0.16=0.72

y*1=αx1/[1+（α-1）x1]=0.8537

ＥMV=（y1-y2）/（y*1-y2）=0.598

例题y1=0.96,分凝器内冷凝蒸汽总量的1/2（摩尔）作为回流，其余的在全凝器中冷凝，α＝2.4，求：

（1）XD

（2）第二层理论板上升蒸汽组成

设V=1kmol

则L=D=0.5kmol

R=L/D=1

y1=0.96α=2.4

xD=y0=αx0/[1+（α-1）x0]

=2.4x0/（1+1.4x0）

（1）

y1=Rx0/（R+1）+xD/（R+1）

y1=0.5x0+0.5xD

0.96=0.5x0+0.5y0

（2）

（2）代入

（1）:

x0=0.944

=0.976

=0.909

y2=Rx1/（R+1）+xD/（R+1）

=0.943

习题23

qR=（r+CP△t）/r

=[3.2*104+140*（83-75）]/3.2*104=1.035

R=qRR’=2.588

y=2.588x/（2.588+1）

+0.9/（2.588+1）

=0.721x+0.251

习题30

（1）y=qx/（q-1）-zf/（q-1）

=1.1/（1.1-1）-0.2/（1.1-1）

=11x-2

（2）q线与y=xD线交点（xq,yq）

yq=0.36=11xq-2

∴xq=0.2145

提馏段操作线：

连接（0.2145,0.36）和（0.002,0.002）两点得:

（y-yc）/（x-xc）=（yd-yc）/（xd-xc）

∴（y-0.002）/（x-0.002）=（0.36-0.002）/（0.2145-0.002）

∴y=1.685x-1.369*10-3

（3）y=αx/[1+（α-1）x]

y=1.685x-1.369*10-3

逐板计算，略

第八章

w1=0.42,w2=0.04,G2=0.126kg/s,空气等焓干燥,H0=0.008kg水/kg绝干空气，H2=0.03kg水/kg绝干空气，求绝干空气消耗量L和QP

求L

分析：

L=W/（H2-H1）

W=GC（X1-X2）

GC=G2（1-w2）=0.121kg绝干物料/s

X1=0.42/（1-0.42）=0.724kg水/kg绝干料

X2=0.04/（1-0.04）=0.0417kg水/kg干料

W=GC（X1-X2）=0.0826kg水/S

L=W/（H2-H1）=W/（H2-H0）

=3.76kg绝干气/s

求QP分析

QP=L（I1-I0）

I=（1.01+1.88H）t+2500H

=L（1.01+1.88H0）（t1-t0）

=L（1.01+1.88H1）（t1-t0）

=274w

空气t0=15℃,H0=0.0073kg水/kg绝干气,t1=90℃,t2=50℃,物料θ1=15℃,θ2=40℃,X1=0.15kg水/kg绝干料,X2=0.01kg水/kg绝干料,cs=1.156kJ/kg绝干料℃,生产能力G2＝250kg/h,QD=0,等焓过程

求

（1）风机风量

V’=LvH0

W=GC（X1-X2）

查H2和H1

GC=G2（1-w2）

=G2[1-X2/（1+X2）]

=G2/（1+X2）

=248kg绝干料/h

W=GC（X1-X2）=34.7kg水/h

由t0,H0查I-H图：

I0=33kJ/kg绝干料

由t1,H0（H1）查I-H图：

I1=110kJ/kg绝干料

由t1,I1=I2查I-H图：

H2=0.0235kg水/kg绝干料

则：

=2140kg绝干气/h

V’=LvH

=L（0.772+1.244H0）*

（t0+273）/273=1760m3/h

（2）预热器的传热量

QP=L（I1-I0）=2140*（110-33）

=45.7KW

（3）若为非等焓过程QL=3.2KW,求此时空气的消耗量和预热器的传热量

QP=L（I1-I0）

=1.01L（t2-t1）+W（2500+1.88t2）+GCcm2（θ2-θ1）+QL

cm2=cs+X2cw=cs+4.187X2

L（110-33）=1.01L（50-15）+34.7*（2500

+1.88*50）+248（1.156+

0.01*4.187）（40-15）

+3.2*3600

L=2610kg绝干气/h

QP=L（I1-I0）

=2140*（110-33）

=55.8KW

生产能力2*106kg/年，以300天计，物料20％→2％（湿基），15℃→25℃，cs=1.25kJ/kg℃，空气15℃时φ=70%,H0=0.0075kg水/kg绝干气，I0=35kJ/kg绝干气，经预热器预热至90℃，I1=116kJ/kg绝干气，进入干燥器，废气40℃，φ=60%,H2=0.0275kg水/kg绝干气，QD=0

求

（1）水分蒸发量W

G2=2*106/（300*24*3600）

=0.0772kg/s

X1=w1/（1-w1）=0.25

X2=w2/（1-w2）=0.0204

GC=G2（1-w2）

=0.075656kg绝干料/s

W=GC（X1-X2）=0.0174kg/s

或W=G1-G2

=G2（1-w2）/（1-w1）-G2

=0.075656kg/s

（2）空气用量L

L=W/（H2-H0）

=0.87绝干气/S

（3）若预热器中用196kPa的饱和蒸汽加热，r汽化=2206kJ/kg,求加热蒸汽用量D

QP=Dr

QP=L（I1-I0）=0.87*（116-35）

=70.5kw

D=QP/r=70.5/2206

=0.032kg/s

（4）若cs=1.25kJ/kg℃，求干燥过程的热损失

QP=Lcg（t2-t0）+W（r0℃+cvt2）

+GCcm2（θ2-θ1）+QL

GC=0.075656kg绝干料/s

cm2=cs+X2cw

=1.25+0.0204*4.187

=1.34kJ/kg℃

GCcm2（θ2-θ1）=0.0756*1.34*（25-15）=1.01kw

QL=QP-Lcg（t2-t0）-W（r0℃+cvt2）-GCcm2（θ2-θ1）

=70.5-1.01*0.87（40-15）

+0.0174（2500+1.88*40）

-1.01=2.79kw

w1=0.27,w2=0.05,G1=200kg/h,干燥面积A=0.025m2/kg绝干物料，装卸时间τ’=1h,X0=0.2kg水/kg干料，X*=0.05kg水/kg干料，u0=1.5kg/m2h

求：

每批物料的干燥周期

GC=G1（1-w1）=146kg绝干料/h

A=0.025*146=3.65m2

X1=w1/（1-w1）=0.37

X2=0.053

X2<

X0→包括恒速和降速两个阶段

恒速：

τ1=GC（X1-X0）/Au0

=146*（0.37-0.2）/（1.5*3.65）

=4.53h

降速：

KX=u0/（X0-X*）=10.2

τ2=（GC/KXA）*

ln[（X0-X*）/（X2-X*）]

=15.65h

τ=τ1+τ2+τ’=21.18h

习题16

w1=0.45

X1=w1/（1-w1）=0.818kg水/kg绝干料

w2=0.03

X2=w2/（1-w2）=0.031kg水/kg绝干料

X0=0.429kg水/kg绝干料

X*=0.01kg水/kg绝干料

τ=28h

τ1=GC（X1-X0）/u0A

τ2=（GC/u0A）*（X0-X*）

∵u0、A未知

∴τ1/τ2=（X1-X0）/{（X0-X*）

ln[（X0-X*）/（X2-X*）]}

=（0.818-0.429）/{（0.429

-0.01）ln[（0.429-0.01）/（0.031-0.01）]}=0.31

∴τ1=0.31τ2

τ1+τ2=τ=28h

∴τ1=6.6hτ2=21.4h

GC=8000*（1-0.45）

=4400kg绝干料

∴W1/τ1=GC（X1-X0）/τ1

=259.3kg水/h

W2/τ2=GC（X0-X2）/τ2

=81.8kg水/h