化工原理课后习题答案(共11页)

精选优质文档-倾情为你奉上第七章 吸收1,解：（1） （2） H,E不变，则(3) 2，解： 同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl在空气中的扩散系数需估算。现，故HCl在水中的扩散系数.水的缔和参数分子量粘度 分子体积4，解:吸收速率方程1和2表示气膜的水侧和气侧，A和B表示氨和空气代入式x=0.m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查， 水的蒸汽压为，时间6,解：画图7,解：塔低： 塔顶： 2.5N的NaOH液含2.5N的NaOH液的比重1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到如果NaOH溶液相当浓，可设溶液面上蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。在塔顶的推动力在塔底的推动力对数平均推动力由上式得：8，解：9，解：塔顶的推动力塔底的推动力对数平均推动力根据即传质单元高度传质单元数 10,解： 不够用11，解：（1）, 由 由于 而 故 (2), , , ,即填料层应增加7m(3)因不变，故不变又, 解得： 即：排放浓度是合格的12，解： BA试差 设 代入式A得 设 设 设 设 左边等于右边13,解：（1） （2）（3）14，解：因氨得平衡分压为零，故，而有，于是又吸收率，故，而有现操作条件基本相同，故三种情况下的，可认为相等。于是所需填料塔高度之比为：第八章 干燥6-1 1.0133105Pa（1个大气压）、温度为50的空气，如果湿球温度为30，计算：（1）湿度；（2）焓；（3）露点；（4）湿比容解：1、H=0.021, I=116kJ/kg, td=25C6-2 已知一个干燥系统的操作示意图如下：在IH图中画出过程示意图求循环空气量qm,LC，83oC,HC=0.03kgkg-1干气80B83oCA14 oCHA=0.01kkg-1干气冷凝水，1kgh-1预热器理论干燥器间壁冷凝器HA=0.01HA=0.03=0.8tA=14tA=83解：示意图，见右图6-3在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H1为0.009kg水kg-1绝干气，离开干燥器时湿度H2为0.039kg水kg-1绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：（1） 水分蒸发是qm,W （kg水h-1）；（2） 空气消耗qm,L（kg绝干气h-1）；原湿空气消耗量qm,L（kg原空气h-1）；（3）干燥产品量qm,G2（kgh-1）。解：qmG1=1000kg/h, w1=40, w2=5% H1=0.009, H2=0.039qmGC=qmG1(1-w1)=1000(1-0.4)=600kg/hx1=0.4/0.6=0.67, x2=5/95=0.053qmw=qmGC(x1-x2)=600(0.67-0.053)=368.6kg/hqmL(H2-H1)=qmwqmL=qmL(1+H1)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/hqmGC=qmG2(1-w2)6-4某厂利用气流干燥器将含水20%的物料干燥到5%（均为湿基），已知每小时处理的原料量为1000kg，于40进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温度为20，湿球温度为16.5，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为60，湿球温度为40，干燥器的热损失很小可略去不计，试求：（1） 需要的空气量为多少m3h-1？（以进预热器的状态计）（2） 空气进干燥器的温度？0时水的汽化热2491.27kJkg-1，空气与水汽比热分别为1.01与1.88kJkg-1K-1解：w1=0.2, w2=0.05, qmG1=1000kg/h, 1=40, t0=20, tw0=16.5, t2=60, tw2=40Q=1.01qmL(t2-t0)+qmw(2490+1.88t2)+qmGC(2-1)+QcI1=I2查图得：H0=0.01, H2=0.045I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=(1.01+1.880.045)60+24900.045177.7(1.01+1.880.01)t1+24900.01=1.03t1+24.9=177.7qmGC=qmG1(1-w1)=1000(1-0.2)=800x1=0.2/0.8=0.25, x2=5/95=0.053qmw=qmGC(x2-x1)=800(0.25-0.053)=157.6qmL=qmL(1+H0)=4502.9(1+0.01)=4547.96-5湿物料含水量为42%，经干燥后为4%（均为湿基），产品产量为0.126kg/s，空气的干球温度为21，相对湿度40%，经预热器加热至93后再送入干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为60%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1） 在I图H上画出空气状态变化过程的示意图；（2） 设已查得H0=0.008kg水kg-1绝干气，H2=0.03 kg水kg-1绝干气)，求绝干空气消耗量qm,L（kg绝干气s-1）。H2=0.032=0.6t0=21t1=93I1=I20=0.6预热器供应之热量（kw）。解：w1=0.42,w2=0.04, qmG2=0.126kg/s t0=21, 0=0.4, t1=93, 2=0.6, I1=I2H0=0.008, H2=0.03qmG2(1-w2)=qmG1(1-w1)qmw=qmG1- qmG2=0.209-0.126=0.0826Qp=qmL(I1-I0)=qmL(1.01+1.88H1)(t1-t0)=3.752(1.01+1.880.008)(93-21)=301.2kg/s6-6有一连续干燥器在常压下操作，生产能力为1000kg h-1（以干燥产品计）物料水分由12%降为3%（均为湿基）物料温度则由15至28，绝干物料的比热为1.3KJ kg-1绝干料，空气的初温为25，湿度为0.01kg kg-1绝干空气，经预热器后升温至70，干燥器出口废气为45，设空气在干燥器进出口处焓值相等，干燥系统热损失可忽略不计，试求： 在HI图上（或tH图上）示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点； 空气用量（m3h-1）（初始状态下）；为保持干燥器进出口空气的焓值不变，是否需要另外向干燥器补充或移走热量？其值为多少？解：qmG2=1000, w1=12%, w2=3%, 1=15, 2=28, Cs=1.3, t0=25, H0=0.01, t1=70, t2=45, I1=I2qmGc=1000(1-0.12)=880, x1=12/88=0.136, x2=3/97=0.0309qmw=880(0.136-0.0309)=92.5I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.880.01)70+24900.0196.9I2=(1.01+1.88H2)45+2490H2=45.5+2574.6H2=96.9H2=(96.9-45.5)/2574.6=0.02qmL=9250(1+0.01)=9343qmLI1+QD+qmGcI1=qmLI2+qmGcI2qmL(I1-I2)+QD=qmGc(I2-I1)=qmGc(Cs+Cwx1)(2-1)=880(1.3+4.180.136)(28-15)=21375kg/h若要I1=I2, 需QD=21375kg/h6-7用热空气干燥某湿物料。空气初始温度t0=20，初始湿度H0=0.006Kg水kg-1干气。为保证干燥产品质量，空气进干燥器的温度不得高于90；为此在干燥器中间设置加热器。空气经预热器升温至90通入干燥器，当热空气温度降至60时，再用中间加热器将空气加热至90，废气离开干燥器时的温度变为60。假设两段干燥过程均视为等焓过程。1、 在湿空气的HI（或tH）图上定性表示出空气通过整个干燥器的过程；2、汽化每千克水所需的绝干空气量和所需供热量。解：t0=20, H0=0.006, t1=90, t2=t2=60I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.880.006)90+24900.006106.9I2=(1.01+1.88H2)60+2490H2=1.0160+（1.8860+2490）H2=60.6+2602.8H2=106.9H2=(106.9-60.6)/2602.8=0.0178I1=(1.01+1.88H2)90+2490H2=(1.01+1.880.0178)90+24900.0178138.2I2=I1=60.6+2602.8H2=138.2H2=(138.2-60.6)/2602.8=0.03qmL=qmw/(H2-H1) qmL/qmw=1/(H2-H1)=1/(0.03-0.006)=41.7Q=Q1+Q2=qmL(1.01+1.88H0)(t1-t0)+qmL(1.01+1.88H2)(t2-t0)=qmL(t1-t0)(1.01+1.88H0+1.01+1.88H2)=41.7(90-60)(2.02+1.880.006+1.880.03)2611.696-8在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15湿含量为0.0073kg水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109 kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023 kg水kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求：1 绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）；2 进预热器前风机的流量（s-1）；3 预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式：V= ( 0.772 + 1.244H ( t + 273 ) / 273 ( 1.0133 ) / P 。解：t0=15, H0=0.0073, I0=35, t1=90, I1=109, t2=50, H2=0.023, x1=0.15, x2=0.01, qmG2=237kg/hx2=w2/(1-w2), w2=x2/(1+x2)=0.01/1.01=0.01qmGc=qmG2(1-w2)=237(1-0.01)=234.6qmw=qmGc(x1-x2)=234.6(0.15-0.01)=32.8qmL=qmw/(H2-H1)=32.8/(0.023-0.0073)=2089.2qv=qmLvHqv=2089.20.8241721.5m3/hQp=qmL(1.01+1.88H0)(t1-t0)=2089.2(1.01+1.880.0273)（90-15）6-9采用常压操作的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下：空气的状况：进预热器前=20，=0.01kg水kg-1绝干气进干燥器前=120；出干燥器时=70，=0.05 kg水kg-1绝干气物料的状况：进干燥器前=30，=20%（湿基）。出干燥器时=50，=5%（湿基）。绝干物料比热=1.5kJkg-1-1干燥器的生产能力为53.5kg/h（按干燥产品计）。试求：（1） 绝干空气流量qm,L（kg绝干空气h-1）；（2） 预热器的传热量 (kJh-1)；（3） 干燥器中补充的热量 (kJh-1)。假设干燥装置热损失可以忽略不计。解：t0=20, H0=0.01, t1=120, t2=70, H2=0.05, 1=30, w1=0.2, 2=50, w2=5%, Cs=1.5, qmG2=53.5x1=0.2/0.8=0.25, x2=5/95=0.053qmGc=qmG2(1-w2)=53.5(1-0.05)=50.8qmw=qmGc(x1-x2)=50.8(0.25-0.053)=10qmL=qmw/(H2-H0)=10/(0.05-0.01)=250Qp=qmL(1.01+1.88H0)(t1-t0)=250(1.01+1.880.01)(120-20)=25720QD+qmLI1+qmGcI1=qmLI2+qmGcI2QD=qmL(I2-I1)+qmGc(I2-I1)I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.880.01)120+24900.01148.4I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=(1.01+1.880.05)70+24900.05201.8I1=(Cs+Cwx1)1=(1.5+4.180.25)3076.4I2=(Cs+Cwx2) 2=(1.5+4.180.05)5086.1QD=qmL(I2-I1)+qmGc(I2-I1)=138436-10在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kgh-1，从含水量20干燥至2（均为湿基含水量）。温度为20，湿度为0.013kg水kg-1绝干气的新鲜空气经预热器升温至100后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60。（1） 完成上述任务需要多少kg绝干空气h-1？（2） 空气经预热器获得了多少热量？0.01 0.10 0.25X, kg水/kg绝干物料 （3） 在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示，已知恒速干燥段时间为1小时，求降速阶段所用的时间。解：、（1）qm,Gc=600(1-1)=480kg/hqm,W= qm,Gc (X1-X2)=480(0.25=0.0204)=110.2kg/hI1=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=135.8因为等焓干燥 I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=I1 H20.02889qm,L= qm,W /(H2-H1)=6935kg干气/h（2）Qp= qm,L (I1-I0)= qm,L (1.01+1.88H0)(t1-t0)=kJ/h(3) 恒速段 降速段 专心-专注-专业