第二章 吸收
1. 从手册中查得101.33 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987 KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。
解：（1） 求H 由3
3
N H N H
C P H
*=
.求算.
已知：3
0.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3
N H C 可用如下方法算出：
以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为
3
1000/kg m .则：
3333
3
1/170.582/10011000
0.582/0.590/()
0.987
N H N H N H a C km ol m
H C P km ol m kP *
=
=+∴==
=?
(2). 求m .由
3333
33330.9870.00974
101.33
1/170.0105
1/17100/18
0.00974/0.928
0.0105
N H N H N H N H N H N H N H N H y m x P y P
x m y x *
*
*
*
==
=
==
=+==
=
2. 101.33 kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=
3.31×106x 表示。式中：P O2为氧在气相中的分压，kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。
解： 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故：
222
26
6
101.330.2121.2821.28 6.4310
3.31106
3.3110
O O a O O P Py kP P x -==?==
=
=???
因2
O x 值甚小，故可以认为X x ≈
即：2
2
66.4310O O X x -≈=?
所以：溶解度6
5
2223
2()6.4310
32
1.1410()/()11.4118
()g O kg O kg H O m H O --????=
=?=?????
3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2，其余为空气。混合气体的温度为30 ℃，总压强为506.6 kPa 。从手册中查得30 ℃时CO 2在水中的亨利系数E =1.88x105 KPa ，试求溶解度系数H (kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m ，并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。
解：(1). 求H 由2H O
H EM ρ=
求算.
24
3
5
1000 2.95510/()1.881018
a H O
H kmol m kP EM ρ-==
=????
(2). 求m
5
1.8810371506.6
E
m ρ
?=
=
=
(1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2C O (2)
(3)
22
5
5
506.60.0210.1310.13 5.3910
1.8810
C O a
C O P kP P x E
*
*
-=?==
=
=??
因x 很小，故可近似认为X x ≈
5
5
22224
22()()445.3910
5.3910()()18()()1.31810
()km ol C O kg C O X km ol H O kg H O kg C O kg H O ---????=?=??????
????
??=?????
故100克水中溶有220.01318CO gCO
4．在101.33 kPa 、0 ℃下的O 2与CO 混合气体中发生稳定的分子扩散过程。已知相距0.2 cm 的两截面上O 2的分压分别为13.33 kPa 和6.67 kPa ，又知扩散系数为0.185 cm 2/s ，试计算下列两种情况下O 2的传递速率，kmol/(m 2·s)： (1) O 2与CO 两种气体作等分子反向扩散。 (2) CO 气体为停滞组分。
解： （1） 等分子反向扩散时2O 的传递速率：
122
5
2
3
125
52
3
()
0.185/ 1.8510/.273101.325.0.221013.33. 6.671.8510
(13.33 6.67) 2.7110(/)
8.314273210
A A A a A a A a A D N P P RTZ
D cm s m s T K
P kP Z cm m P kP P kP N km ol m s -----=
-==?====?==?∴=
?-=?????
（2） 2O 通过停滞CO 的扩散速率
5
2123
1
5
2
1.8510
101.33
101.33 6.67()ln
ln
8.314273210
101.3313.33
3.0110/B A A A Bm
B P D P D P N P P RTZP RTZ
P km ol m s
---??-=
-=
=
???-=??
5． 一浅盘内存有2 mm 厚的水层，在20 ℃的恒定温度下逐渐蒸发并扩散到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5 mm 的静止空气膜层，此空气膜层
以外的水蒸气分压为零。扩散系数为2.60×10-5 m 2
/s ，大气压强为101.33 KPa 。求蒸干水层所需的时间。
解： 这是属于组分()A 通过停滞组分的扩散。
已知扩散距离（静止空气膜厚度）为3510Z m -=?.水层表面的水蒸气分压(20)C 的饱和水蒸气压力为1 2.3346A a P kP =. 静止空气膜层以外;水蒸气分压为20A P =
5
2
2.610
/.101.33.27320293a D m s P kP T K
-=?==+=
单位面积上单位时间的水分蒸发量为
5
2123
1
6
2
2.610
101.33
101.33()ln
ln
8.314293510
101.33 2.3346
5.0310/()
B A A A Bm
B P D P D P N P P RTZP RTZ
P km ol m s ---??=
-=
=
???-=??
故液面下降速度：
6
8
5.0310
18
9.0710/998.2
A A
L
d N M
m s d δθ
ρ--???==
=?
水层蒸干的时间：
34
8
510
2.20510 6.125/9.0710
h h s h d d θ
θ--?=
=
=?=?
6. 试根据马克斯韦尔-吉利兰公式分别估算0 ℃、101.33 kPa 时氨和氯化氢在空气中的扩散系数D (m 2/s)，并将计算结果与表2-2中的数据相比较。
解：(1). 氨在空气中的扩散系数. 查表2.4知道，空气的分子体积：
3
29.9/B V cm m ol
=
氨的分子体积：
3
25.8/A V cm m ol
=
又知29/.17/B A M g mol M g mol == 则0.101.33a C kP 时
Maxwea Gilliland 式计算.
35
3/2
1/2
5
2
1/3
1/3
1
1
4.3610
(273)(
)
1729
1061410/101.33(25.8)
(29.9)N H D m s --???+
=
=????+??
(2) 同理求得
5
2
1.32310
/H C l D m s
-=?
7. 在101.33 kPa 、27 ℃下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇在气、液两相中的组成都很低，平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H =1.955 kmol/(m 3·kPa)，气膜吸收系数k G =1.55×10-5 kmol/(m 2·s·kPa)，液膜吸收系数k L =2.08×10-5 kmol/(m 2·kmol/m 3)。试求总吸收系数K G ，并算出气膜阻力在总阻力中所占百分数。
解： 总吸收系数
5
2
5
5
11
1.12210/()1111
1.5510
1.955
2.0810
G a G
C
K km ol m s kP k H k ---=
=
=???+
+
???
气膜P 助在点P 助中所占百分数.
1/ 1.12272.3
1/1/ 1.55
G
G C
k k H k ==+
8. 在吸收塔内用水吸收棍子空气中的甲醇，操作温度27 ℃，压强101.33 KPa 。稳定操作状况下塔内某截面上的气相甲醇分压为5 kPa ，液相中甲醇组成为2.11 kmol/m 3。试根据上题中的有关数据算出该截面上的吸收速率。
解： 吸收速率()A G A A N K P P *=- 由上题已求出521.12210/()G a k km ol m s kP -=??? 又知：31.955/()a H km ol m kP =?
则该截面上气相甲醇的平衡分压为
/ 2.11/1.955 1.08.5.
A a A a P C H kP P kP *
====
则
5
5
2
2
1.12210
(5 1.08) 4.410/()
0.1583/()
A N kmol m s kmol m h --=??-=??=?
9. 在逆流操作的吸收塔中，于101.33 kpa 、25 ℃下用清水吸收混合气中的H 2S ，将其组成由2%降至0.196 (体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数
E =5.52×16 kPa 。若取吸收剂用量为理论最小用量的12倍，试计算操作液气比V
L
及出口液相组成1X 若压强改为1013 kPa ，其他条件不变，再求V L
手及1X
解： （1） 求101.33a kP 下，操作液气比及出口液相组成。
4
111
222
2 5.5210545.101.330.020.0204110.020.0010.001
110.001
E m P y Y y y Y y X ?======--=
==--=
最小液气比12m in 12
0.02040.001()518.0.0204/545
Y Y L
Y V
X m --=
=
=-
操作液气比为
min 1.2(
) 1.2518622.L L V
V
=?=?=
出口液相浓度
12125
()
10(0.02040.001) 3.1210
622
V X X Y Y L
-=+-=+
?-=?
（2） 求1013a kP 下的操作液气比及出口液组成
4
5.5210545.
1013
E m P ?=
=
=
则：
'
12m in 12
0.02040.0001(
)51.8
0.0204/545
1.251.86
2.2
Y Y L Y V
X m L V
--=
=
=-=?=
出口液相组成：
'
'
4
1212'
1()0(0.02040.001) 3.1210
62.2
V X X Y Y L
-=+
-=+
?-=?
11. 在101.33 kPa 下用水吸收据于空气中的氨。已知氨的摩尔分数为0.1，混合气体于40 ℃下进入塔底，体积流量为0.556 m 3/s ，空塔气速为1.2 m/s 。吸收剂用量为理论最小用量的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Ya K 的平均值为0.1112s)kmol/(m
3
?。在操作条件下的气液平衡
关系为X Y 6.2*
=，试求塔径及填料层高度。
解：
121212m in 12
11220.10.1111
10.1
(1)0.1111(10.95)0.005555.0.0.11110.005555
() 2.47.
0.11112.6
1.1
2.47 2.72.1()(0.11110.005555)00.0388.
2.72
2.60.956.
2.72
1G Y Y Y X Y Y L Y V X m
L V
V X Y Y X L m V
S L
N ?=
=-=-=?-==--=
=
=-=?==-+=?-+==
===
1222
10.1111ln[(1)]ln[(10.956)0.956]13.8
110.956
0.005555
Y Y S S S
Y Y **
--+=
-?
+=---
塔截面积：
2
0.556/1.20.463.m Ω==
塔径：
4
0.4630.77.D m π
=
?=
又知：0.5562730.90.0195/.22.4
27340
V km ol s =
?
?=+
则：
0.01950.38.0.11120.463
G Ya V H m K =
=
=Ω
?
塔上填料层高度：
0.3813.8 5.23.G G Z H N m =?=?=
12．在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO 2，气体流量为5000 m 3(标准)/h ，其中SO 2占10%，要求SO 2回收率为95%。气、液逆流接触，在塔的操作条件
下SO 2在两相间的平衡关系近似为X Y 7.26*
=。试求：
(1) 若取用水量为最小用量的15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） 求用水量：
1212m in 12
m in (0.100.1111
10.100.1111(10.95)0.005565000(10.10)201/.
22.4
()201(0.1110.00556)
5100/.
0.11110
26.7
1.5 1.551007650/.
Y Y V km ol h V Y Y L km ol h X X L L km ol h *
=
=-=?-==
?-=-?-=
=
=--==?=水）
（2） 求理论板数
()a 梯级图解法 1122201()(0.11110.00556)0.00277.7650
V X Y Y X L
=
-+=
?-=
在Y X -直角坐标图中给出平衡线.26.77oE CY *=?及操作线BT 由图中B 点开始在操作线与平衡线之间画梯级 得理论板层数 5.5T N =
()b 用克列姆塞尔算图
295.0X ?==
则相对回收率1212
0.11110.00556
0.950.1111
Y Y Y m X ?--=
=
=-
在理论最小用水量下，T N =∞，J 据此查图221-得：
min 0.95A = 而
m
i n
0.95
L m V
= min (1.5 1.50.951.50.9526.72017650/L L mV
kmol h
==?=???=水）
查图221-（或由式277c -计算）可知当：
1.43.0.95L A m V
?=
==时
5.5T N =
两种方法解得的结果相同。 （3） 求98ρ= 时所需增加的水量
用克列姆塞尔法估算，已知：'0.98. 5.5T N ?== 据此查图221-得' 1.75A =.
则：' 1.75 1.7526.72019390/.L mV kmol h ==??= 故需要增加的用水量
'
4
()(939076501740/ 3.1310/.L L kmol h kg h -=-==?水水）
13. 在一个接触效能相当于8层理论塔板的筛板塔内，用一种摩尔质量为250、密度为则900 kg/m 3的不挥发油吸收捏于空气中的丁烧。塔内操作压强为101.33 kPa ，温度为15 ℃，进塔气体含丁烷5%(体积)，要求回收率为95%。丁烷在15 ℃时的蒸气压强为194.5 kPa ，液相密度为58O kg/m 3假定拉乌尔定律及道尔顿定律适用，求：
(1) 回收每1 m 3丁烷需用溶剂油多少(m 3)?
(2) 若操作压强改为304.O kPa ，而其他条件不变，则上述溶剂油耗量将是多少(m 3)?
解： (1). 由拉乌尔定律.
194.5 1.92.101.33
p y x x x p
*
=
=
?=
由于为低组成吸收，可以认为 1.92Y X *=
122210.050.0526.0.0
10.05
(1)0.0526(10.95)0.00263.
Y X Y Y Y ?*
=
===-=-=?-=
由克列姆塞尔方程得到：
11
1
22
12112
0.0526ln ln
0.0263080.05260.00263
ln
ln 0
T Y Y Y Y Y N Y Y Y Y Y **
*
*
*
*
----=
?=
----
解得：
11
10.0420.0420.022.
1.92
1.92
Y Y X *
*
==
=
=
由此可知，每回收1kmol 丁烷所需纯溶剂油数量为
12
1145.50.0220
km ol X X =
=--(丁烷）（油）
/kmol 丁烷的摩尔质量为58.08.则回收每31m 液体丁烷所需溶剂油的体积为
3
3
45.5250/900126.2/58.08/580
m m ?=（丁烷）（油）
(2). 若304.0.p kPa =则：
194.50.6398.0.6398.304.0
y x x Y X *
*
=
=?=
因为20X =故20Y *=
10.042.Y *
=(条件未变，仍用上法求得)
1
112
0.0420.0656.
0.63981
1
15.24/0.06560
Y X m km ol km ol x x *
==
==
=--（丁烷）（油）
3
3
15.24250190042.28/58.08/580
m m ?=（油）（液体丁烷）
14. 在一逆流吸收塔中用三乙醇胶水溶液吸收混于气态烃中的H 2S ，进塔气
相含H 2S 2.91%(体积)，要求吸收率不低于99%，操作温度300 K ，压强为101.33
kPa ，平衡关系为X Y 2*=，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H 2S 组成为0.013
kmol(H 2S )/kmol(溶剂)。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015
kmol/(m 2·s)，气相体积吸收总系数为0.000395 kmol/(m 3·s·kPa)，求所需填料层高度。
解：12G G Ya m
V Y Y Z H N K Y -=?=Ω （）
已知：
121111220.02910.03
10.0291
(1)0.03(10.99)0.00030.013.20.0130.0260.0
Y Y Y X Y m X X Y ?*
*
=
=-=-=?-====?=== 则：2
(0.030.026)0.0003
0.00143.
0.030.026ln
0.0003
0.000395101.330.04/()
m Ya G Y K K ap km ol m S --=
=-==?=?
又知：
2
0.015/()
0.0150.375.
0.04
0.030.000320.8
0.00143
0.37520.87.8.
G G V km ol m s H m N Z m =?Ω
∴==-=
==?=
15．有一吸收塔，填料层高度为3 m ，操作压强为101.33 KPa ，温度为20 ℃，用清水吸收棍于空气中的氨。
混合气质量流速G =58O kg/(m 2·h)，含氨6%(体积)，吸收率为99%;水的质量流速W =770 kg/(m 2·h)。该塔在等温下逆流操作，平衡关系为X Y 9.0*=。K Ga 与气相质量流速的0.8次方成正比而与液相质量流速大体无关。试计算当操作条件分别作下列改变时，填料层高度应如何改变才能保持原来的吸收率(塔径 不变)：(1) 操作压强增大一倍;(2) 液体流量增大一倍;(3) 气体流量增大一倍。
解： 已知
12213,101.325,293.0.060.0638.0.
10.06
(1)0.0638(10.99)0.000638
a Z m p kP T k Y X Y Y ?====
==-=-=?-=
混合气体的平均摩尔质量
2
2
1222
290.94170.0628.28/580(10.06)19.28/()
28.2877042.78/()180.919.280.405642.781
ln[(1)()]
11
0.06380ln[
(10.4056)0.4056]
10.4056
0.000638O G M kg km l V km ol m h L km ol m h m V S L
Y m X N S S S Y m X =?+?==?-=?Ω==?Ω?=
==-=-+---=
?-+-=6.8843
0.43586.884
O G O G
Z H m
N =
==
（1） '2p p =
由于
'
'
m p m
p
=
故
'
'
'
''
''
'
12'
'
22
1/0.90.452
0.4519.280.202842.78
1
ln[()(1)]
11
0.06380ln[
(10.2028)0.2028]
10.2028
0.0006380
5.496O G O G Ya G m m p p m V S L
Y m X N S S S Y m X V
V H K K ap ==?=?=
==-=-+---=
?-+--==
=
Ω
Ω
故：
'
'
'''
'
10.43580.21792
0.2179 5.496 1.198.
O G O G
O G O G
O G O G H P H P
P H H m
P
Z H N m =
==?
==?=?=
填料层高度比原来减少了3 1.198 1.802m -= （2）
'
''
'
210.40560.202825.496.
O G L L
m V m V S L
L
V
N ==
=
=
?==
（计算过程同（1））.
液体流速的增加对G K a 无显著影响.
'
0.4358.O G O G H H m ==
则：''' 5.4960.4358 2.395.O G O G Z N H m =?=?= 即所需填料层高度较原来减少了3 2.3950.605m -= (3)
'
'
''2(2)20.40560.8112
1
ln[100(10.8112)0.8112]15.8
10.8112
O G V V m V m V S L
L N ==
=
=?==
?-+=-
气体质量流速增大时，总吸收系数G K a 相应增大.
0.8
'
'
0.8
0.8
'
0.2
0.2
'0.8
'
'
'
()
2
22
2
0.43580.501.
2
15.80.5017.92.
G a G a G a G a
O G O G G a G a O G O G K V
V K K K V
V
V H H m K p K p Z H N m ∝===
=
==?=Ω
Ω
=?=?=
即所需填料层高度较原来增加7.923 4.92m -=
16. 要在一个板式塔中用清水吸收混于空气中的丙醇蒸气。混合气体流量为30 kmol/h ，其中含丙醇1%(体积)。要求吸收率达到90%，用水量为90 kmol/h 。该塔在101.33 KPa 、27 ℃下等温操作，丙醇在气、液两相中的平衡关系为
X
Y
53.2*
=，求所需理论板数。
解：
121121230(10.01)29.7/.0.010.0101
10.01
(1)0.0101(10.90)0.0010190/()
29.7(0.01010.00101)
00.003.
90
A V km ol h Y Y Y L km ol h V Y Y X X L
?=?-==
=-=-=?-==-?-=+
=+
=
由题意知 2.53m =则：
90 1.19772.5329.7
L A m V
=
=
=?
又因为20X =.则：
0.90
1.19770.90ln 1
ln
110.901 5.05
ln ln 1.1977
T A A N A
????==-----=
=-=
第三章
2. 解：(1) 塔径 两种填料的φ值如下.
5050 4.5mm mm mm ??陶瓷拉西环(乱堆)：2051/m φ= 2525 2.5mm mm mm ??陶瓷拉西环(乱堆)：4501/m φ=
比较两种填料的φ值可知，小填料的泛点气速应比大填料的低，故应接小填料计算塔径.
0.5
0.5
4000 1.16(
)
(
)
0.163
700 1.16
1050
c v
v L
W W ρρ=
?=?
由图(318)-中的乱堆填料泛点线查得
2
0.2
40.12
10000.952.
1050
V
F
L
L
L
g φρμμρρ?ρ==
=
=水
故：
0.2
0.2
0.120.129.811050 1.568/.
4500.952 1.16 1.06
0.80.8 1.588 1.254/L
F V L
F g m s m s
ρμφ?ρμμμ??=
=
=???==?=
塔径：
4/4700/(3600 3.14 1.254)0.444.s D V u m π=
=
???=
(2). 压强降
因两段填料层具有不同的φ值，故塔内流动阻力应分两段计算. 上层：2525 2.5.mm mm mm ??乱堆瓷环
2
2
0.2
2
0.5
(1.25)4500.952 1.16
(1.06)0.0767.
9.811050
()(
)
0.163
V
L
L V L V
L
u g W W φ?ρμρρρ???=
?=?=
由图(318)-查得
329.81/314/.a a p P m P m Z
=?=
则全塔压降1373.4531458437.a p P =?+?= 总
3. 解： 查附录知.331.205/,998.2/, 1.005V L L a kg m kg m m P S ρρμ===? 可查得两种填料的φ值为 瓷拉西环:
2525 2.54501/m m m m m m
m
φ??=?
金属鲍尔环：
25250.61601/m m m m m m
m
φ??=?
0.5
0.5
1.205()(
)
5()
0.174998.2
V L V
L
W W ρρ=?=
由图(318)-查得
对应于此横坐标数值的纵坐标值(乱堆填料泛点线)
2
0.2
0.1F V
L
L
u g φ?ρμρ=
即：
2
0.2
2
4501 1.205
(1.005)
0.05540.1
9.81998.2
1.34/.
F F F m s μμμ????==?=
液泛的气体体积流量
'
2
2
3
max 0.7850.8 1.3436002424/4
F V D m h πμ=
=???=
上升气量3m ax 3000/m h V >，故会发生液泛。
改用鲍尔环，若鲍尔环的液泛速度为'F μ，填料因子为'φ 因横坐标值不变，则纵坐标仍为0.1
'
2
'
'2
'
450(
)1604501.805 5.08 2.253/.
160
F F
F
F m s μφμφ
μμ=
=
=?
=?=
故改用鲍尔环后，发生液泛的上升气量为
'
2
3
m ax 0.7850.8 2.25336004075/.V m h =???=
化工原理第二版夏清，贾绍义 课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版） 社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯 和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。
以t = 80.1℃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92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）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。 温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 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t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0
第二章流体输送机械 一、名词解释（每题2分） 1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量 2、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量 3、效率 有效功率与轴功率的比值 4、轴功率 电机为泵轴所提供的功率 5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量 6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象 7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线 8、最佳工作点 效率最高时所对应的工作点 9、气蚀现象 泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体 10、安装高度 泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离 11、允许吸上真空度 泵吸入口允许的最低真空度 12、气蚀余量 泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值 13、泵的工作点 管路特性曲线与泵的特性曲线的交点 14、风压 风机为单位体积的流体所提供的能量 15、风量 风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计 二、单选择题（每题2分） 1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（） Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少
Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大 Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变 Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A 2、以下不是离心式通风机的性能参数( ) Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B 3、往复泵适用于( ) Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合 Ｂ介质腐蚀性特别强的场合 Ｃ流量较小，扬程较高的场合 Ｄ投资较小的场合 C 4、离心通风机的全风压等于 ( ) Ａ静风压加通风机出口的动压 Ｂ离心通风机出口与进口间的压差 Ｃ离心通风机出口的压力 Ｄ动风压加静风压 D 5、以下型号的泵不是水泵 ( ) ＡＢ型ＢＤ型 ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀 ( ) Ａ只能安在进口管路上 Ｂ只能安在出口管路上 Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可 Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值 ( ) Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能 Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度） B 8、流体经过泵后，压力增大?p N/m2，则单位重量流体压能的增加为 ( ) A ?p B ?p/ρ C ?p/ρg D ?p/2g C 9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能 ( ) A 泵壳和叶轮 B 叶轮 C 泵壳 D 叶轮和导轮 C 10、离心泵停车时要 ( ) Ａ先关出口阀后断电 Ｂ先断电后关出口阀 Ｃ先关出口阀先断电均可 Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A 11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是 ( ) A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O B 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O D 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D 12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关 ( ) Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度
第二章流体输送机械 1、泵流量泵单位时间输送液体体积量 2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量 3、效率有效功率与轴功率的比值 4、轴功率电机为泵轴所提供的功率 5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的 能量 6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象 7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系 的曲线 8、最佳工作点 效率最高时所对应的工作点 9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力， 体 液体汽化，产生对泵损害或吸不上液 10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离 11、允许吸上真空度 泵吸入口允许的最低真空度 12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值 13、泵的工作点 管路特性曲线与泵的特性曲线的交点 14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量 15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计 、单选择题（每题2 分） 1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工 作，开大出口阀门将导致（） A送水量增加，整个管路阻力损失减少
B 送水量增加，整个管路阻力损失增大 C 送水量增加，泵的轴功率不变 D 送水量增加，泵的轴功率下降 2、 以下不是离心式通风机的性能参数 ( ) A 风量 B 扬程 C 效率 D 静风压 3、 往复泵适用于 ( ) A 大流量且流量要求特别均匀的场合 介质腐蚀性特别强的场合 流量较小，扬程较 高的场合 投资较小的场合 4、离心通风机的全风压等于 ( ) 静风压加通风机出口的动压 离心通风机出口与进 口间的压差 离心通风机出口的压力 动风压加静风压 ( ) B D 型 D sh 型 5、 以下型号的泵不是水泵 A B 型 C F 型 6、 离心泵的调节阀 ( ) 只能安在进口管路上 只能安在出口管路上 安装在进口管路和出口管路上均可 只能安在旁路上 D 7、 离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值 A 包括内能在内的总能量 C 压能 8、 流体经过泵后，压力增大 A ? p B ? C ? p / ?g D ? D 2 ?p N/m 2 ， p /? p /2 g 机械能 位能(即实际的升扬高度) 则单位重量流体压能的增加为 9、 离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能 A C 10、 11、 A B 泵壳和叶轮 B 泵壳 D 离心泵停车时要 ( ) A 叶轮 叶轮和导轮 先关出口阀后断电 先断电后关出口阀 先关出口阀先断电均可 单级式的先断电，多级式的先关出口阀 lOOmm b O 意思是() 100mmH 2O 100mm 2bO D 离心通风机的铭牌上标明的全风压为 输任何条件的气体介质全风压都达 输送空气时不论流量多少，全风压都可达 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为 输送20C, 101325Pa 空气，在效率最高时, C D 1 2 、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关 A 当 地大气压力 B 输送液体的温度 100mm 2bO 全风压为 100mm 2bO D ( )
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分
率）的苯-甲苯混合液，若 外压为99kPa，试求该溶液 的饱和温度。苯和甲苯的饱 和蒸汽压数据见例1-1附 表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气 液平衡数据
查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B*)/(P A*-P B*)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃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92℃ 2.正戊烷（C5H12）和正己烷（C6H14）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 1 3.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度 C5H12 223.1
233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C6H14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相 同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压
单项选择题一(摘自百度,含答案) 1、离心泵开动以前必须充满液体就是为了防止发生( )。A A、气缚现象; B、气蚀现象; C、汽化现象; D、气浮现象。 2、离心泵最常用得调节方法就是( )。B A、改变吸入管路中阀门开度; B、改变压出管路中阀门得开度; C、安置回流支路,改变循环量得大小; D、车削离心泵得叶轮。 3、离心泵得扬程,就是指单位重量流体经过泵后获得得( )。B A、包括内能在内得总能量; B、机械能; C、压能; D、位能(即实际得升扬高度)。 4、离心泵得扬程就是( )。D A、实际得升扬高度; B、泵得吸液高度; C、液体出泵与进泵得压差换算成液柱高度 D、单位重量液体出泵与进泵得机械能差值。 5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管水量很小,泵进口处真空计指示真空度很高,她对故障原因作出了正确判断,排除了故障,您认为以下可能得原因中,哪一个就是真正得原因( )。C A、水温太高; B、真空计坏了; C、吸入管路堵塞; D、排出管路堵塞。 6、为避免发生气蚀现象,应使离心泵内得最低压力( )输送温度下液体得饱与蒸气压。A A、大于; B、小于; C、等于。 7、流量调节,离心泵常用( ),往复泵常用( )。A;C A、出口阀 B、进口阀 C、旁路阀 8、欲送润滑油到高压压缩机得气缸中,应采用( )。输送大流量,低粘度得液体应采用( )。C;A A、离心泵; B、往复泵; C、齿轮泵。 *9、1m3 气体经风机所获得得能量,称为( )。A A、全风压; B、静风压; C、扬程。 10、往复泵在启动之前,必须将出口阀( )。A A、打开; B、关闭; C、半开。 11、用离心泵从河中抽水,当河面水位下降时,泵提供得流量减少了,其原因就是( )。C A、发生了气缚现象; B、泵特性曲线变了; C、管路特性曲线变了。 12、离心泵启动前_____,就是为了防止气缚现象发生。D A 灌水; B 放气; C 灌油; D 灌泵。 13、离心泵装置中_____得滤网可以阻拦液体中得固体颗粒被吸入而堵塞管道与泵壳。A A、吸入管路; B、排出管路; C、调节管路; D、分支管路。 14、为提高离心泵得经济指标,宜采用_____ 叶片。B A 前弯; B 后弯; C 垂直; D 水平。 选择题二(摘自化工管理学习指南,题号与指南同,答案见指南) 2、试选择适宜得输送机械完成如下输送任务: ⑴含有纯碱颗粒得水悬浮液( ); ⑵高分子聚合物黏稠液体( ); ⑶黏度为0、8mPa·s得有机液(要求,) ( )。 A、离心泵; B、旋涡泵; C、往复泵; D、开式碱泵
第三章机械分离 概述 一、机械分离的应用 在工业生产中，有很多情况需要将混和物分离，原料需要经过提纯或净化之后才符合加工要求，产品或中间产品也需要提纯净化才能出售，废气、废液、废渣也需要提纯分离才符合排放标准。混和物分离有均相混和物分离和非均相混和物分离。本章介绍非均相混和物的沉降、过滤的基本单元操作。 以碳酸氢铵的生产为例，如图是它的流程示意图。氨水与二氧化碳在碳化塔1内进行碳化反应之后，生成的是含有碳酸氢铵晶体的悬浮液，即为一种液体与固体微粒的混合物，然后通过离心机或过滤机2将固体和液体分离开。但分离后的晶体中仍然含有少量的水分，因此，还要将分离后的晶体经气流干燥器4干燥，即使物料在热气流的带动下迅速通过气流干燥器，使晶体中所含有的水分汽化并除去。由于这时的固体粒子分散在气相之中，又要通过旋风分离器6等装置将其与气相分离开，以得到最后的产品。在这个过程中，包含着流体与固体粒子的分离、混合与输送等不同的操作，而这些操作中又有一个共同的特点，即流体与固体粒子之间具有相相对运动，同时还往往伴随有热量和质量的传递。 主要应用有： 1）对固体粒子或流体作进一步加工；2）回收有价值的物质；3）除去对下一工序有害的物质；4）减少对环境的危害。 二、常见分离方法 1）沉降分离法，利用两相密度差；2）过滤分离法，利用两个相对多孔介质穿透性的差异；3）静电分离法，利用两相带电性差异；4）湿洗分离法，气固穿过液体，固体黏附于液体而分离。 三、均相物系与非均相物系 不同成分的物质以相同的相态均匀混合组成的稳定系统为均相物系，各种气体总能够均匀地混合成均一的相，如空气。墨水、乙醇+水、汽油+柴油、盐水、糖水等等也是均相物系。 含有不同相态的物质系统组成的混和物系为非均相物系，如云雾（气相+液相）、烟尘（气相+固相）、乳浊液（两种液相）就是非均相物系。水+苯、水+砂子，沙尘暴等都是非
气体吸收 1. 在温度为40 ℃、压力为 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为 kPa 时，氨在水中的溶解度为 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。 解：水溶液中氨的摩尔分数为 76.6 170.075 76.61000 1718 x ==+ 由 *p Ex = 亨利系数为 *15.0kPa 200.00.075 p E x = ==kPa 相平衡常数为 t 200.0 1.974101.3 E m p = == 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40 ℃时水的密度为 992.2ρ=kg/m 3 溶解度系数为 kPa) kmol/(m 2760kPa)kmol/(m 1802002 99233S ?=??= = ...EM H ρ 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数kG=×10-6 kmol/(m2·s ·kPa)，液膜吸收系数kL=×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m3·kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06 *(110.50.032)kPa 2.0740.725c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 246 G L G 11111 ()(m s kPa)/kmol 0.725 1.5510 5.210 K Hk k --=+=+?????
第二章 吸收 1. 从手册中查得101.33 KPa 、25 ℃时，若100 g 水中含氨1 g ，则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987 KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律，试求溶解度系数H (kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解：（1） 求H 由33NH NH C P H *=.求算. 已知：30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出： 以100g 水为基准，因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为31000/kg m .则： 3333 31/170.582/1001 1000 0.582/0.590/()0.987NH NH NH a C kmol m H C P kmol m kP *= =+∴===? (2). 求m .由333 333330.9870.00974101.331/170.01051/17100/18 0.00974/0.9280.0105NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x m y x ** **=== ===+=== 2. 101.33 kpa 、10 ℃时，氧气在水中的溶解度可用p O2=3.31×106x 表示。式中：P O2为氧在气相中的分压，kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中，每立方米溶有多少克氧。 解： 氧在空气中的摩尔分数为0.21.故：
222 266101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小，故可以认为X x ≈ 即：2266.4310O O X x -≈=? 所以：溶解度6522232()6.431032 1.1410()/()11.4118()g O kg O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2，其余为空气。混合气体的温度为30 ℃，总压强为506.6 kPa 。从手册中查得30 ℃时CO 2在水中的亨利系数E =1.88x105 KPa ，试求溶解度系数H (kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m ，并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解：(1). 求H 由2H O H EM ρ =求算. 24351000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -===???? (2). 求m 5 1.8810371506.6E m ρ?=== (1) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (2) (3) 2255506.60.0210.1310.13 5.39101.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小，故可近似认为X x ≈ 552222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=????????????=?????
流体输送设备一章习题及答案 一、选择题 1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。A A. 气缚现象； B. 汽蚀现象； C. 汽化现象； D. 气浮现象。 2、离心泵最常用的调节方法是( )。B A. 改变吸入管路中阀门开度； B. 改变压出管路中阀门的开度； C. 安置回流支路，改变循环量的大小； D. 车削离心泵的叶轮。 3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。B A. 包括内能在内的总能量； B. 机械能； C. 压能； D. 位能（即实际的升扬高度）。 4、离心泵的扬程是( )。D A. 实际的升扬高度； B. 泵的吸液高度； C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度 D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。 5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )。C A. 水温太高； B. 真空计坏了； C. 吸入管路堵塞； D. 排出管路堵塞。 6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。A A. 大于； B. 小于； C. 等于。 7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。A；C A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。输送大流量，低粘度的液体应采用（）。C；A A. 离心泵； B. 往复泵； C. 齿轮泵。 9、1m3 气体经风机所获得能量，称为（）。A A. 全风压； B. 静风压； C. 扬程。 10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。A A. 打开； B. 关闭； C. 半开。 11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。C A. 发生了气缚现象； B. 泵特性曲线变了； C. 管路特性曲线变了。 12、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。D A 灌水； B 放气； C 灌油； D 灌泵。 13、离心泵装置中_____的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。A A. 吸入管路； B. 排出管路； C. 调节管路； D. 分支管路。 14、为提高离心泵的经济指标，宜采用_____ 叶片。B A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。 15、离心泵最常用的调节方法是（）。B A. 改变吸入管路中阀门开度； B. 改变排出管路中阀门开度； C. 安置回流支路，改变循环量的大小； D. 车削离心泵的叶轮。 16、往复泵的_____ 调节是采用回路调节装置。C A. 容积； B. 体积； C. 流量； D. 流速。 二、填空题
绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s
[1] 常见的间歇过滤机有_______和______；连续过滤机有______。 (A)板框过滤机，回转真空过滤机，叶滤机 (B)板框过滤机，叶滤机，回转真空过滤机 (C)叶滤机，回转真空过滤机，板框过滤机 (D)明流式板框过滤机，暗流式板框过滤机，叶滤机 [2] 颗粒床层的固体颗粒直径小,则床层的比表面积( )。 (A)小 (B)大 (C)与颗粒直径无关 (D)或大或小 [3] 降尘室的生产能力只与降尘室_____和_____有关，而与_____无关。 (A)长度、宽度、高度 (B)长度、高度、宽度 (C)宽度、高度、长度 (D)宽度、长度、面积 [4] 颗粒的沉降速度不是指 ______。 (A)等速运动段颗粒降落的速度 (B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 (C)加速运动段结束时颗粒的降落速度 (D)重力减去浮力与流体阻力平衡时颗粒的降落速度 [5] 在横穿洗法的板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的_______。 (A)一倍 (B)一半 (C)四倍 (D)四分之一 [6] 助滤剂应具有以下特性_______。 (A)颗粒均匀，柔软，可压缩。 (B)颗粒均匀，坚硬，不可压缩。 (C)颗粒分布广，坚硬，不可压缩。 (D)颗粒均匀，可压缩，易变形。 [7] 在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指_______。 (A)旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 (B)旋风分离器允许的最小直径 (C)旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 (D)能够保持层流时的最大颗粒直径 [8] 在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的_____次方成正比，而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的______次方成反比。 (A)1/2 ,2 (B)2 ,1/2 (C)1 ,1/2 (D)1/2 ,1 [9] 回转真空过滤机中,是______部件使过滤室在不同部位时能自动地进行相应不同的操作。
第七章传质与分离过程概论 1 ?在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5% （质量分 数, 下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%,试讣算进、出塔气体中氨的摩尔比人、打。 解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数川和乃。 0.055/17 y. = ------------------------------- = 0.0903 0.055/17 + 0.945/29 0.002/17 儿= -------------------- =0.0034 ' ? 0.002/17 + 0.998/29 进、岀塔气体中氨的摩尔比X 、Y?为 0.0034 ----------- =0.0034 1-0.0034 由讣算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。 2.试证明由组分A 和B 组成的双组分混合物系统，下列关系式成立: M < M R d.v A z ?、 」 A o A (1) d 叩 A = ------------------------------------- 2 &A M A +XR M B ) (2) 邑)2 Afn H ， A A / A A = -------- IV A t 竺「0.0993 1-0.0903 du A 解: (1) M."A A = X A M A + A B A/ B V A A/A + ~ A A )" B A/A A A 由于 dw A dT" A A/A (x A Af A + A B .W B )-X A A/A (A/A -A/ b ) J W A J W B CV A +5) X A +“B i (2)
第二章流体输送机械 一、名词解释(每题2分) 1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量 ２、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量 3、效率 有效功率与轴功率的比值 ４、轴功率 电机为泵轴所提供的功率 5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量 6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象 7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线 8、最佳工作点 效率最高时所对应的工作点 9、气蚀现象 泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体 １0、安装高度 泵正常工作时,泵入口到液面的垂直距离 1１、允许吸上真空度 泵吸入口允许的最低真空度 12、气蚀余量 泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值 13、泵的工作点 管路特性曲线与泵的特性曲线的交点 1４、风压 风机为单位体积的流体所提供的能量 15、风量 风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计 二、单选择题(每题2分) 1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中,若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（） Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少
Ｂ送水量增加,整个管路阻力损失增大 C送水量增加，泵的轴功率不变 D 送水量增加,泵的轴功率下降 A 2、以下不是离心式通风机的性能参数( ) A 风量 B 扬程 C 效率Ｄ静风压 B ３、往复泵适用于( ) Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合 Ｂ介质腐蚀性特别强的场合 C 流量较小,扬程较高的场合 Ｄ投资较小的场合C ４、离心通风机的全风压等于( ） Ａ静风压加通风机出口的动压 B 离心通风机出口与进口间的压差 C离心通风机出口的压力 D 动风压加静风压 D 5、以下型号的泵不是水泵( ） ＡB型ＢD型 C F型 D sh型Ｃ 6、离心泵的调节阀( ) Ａ只能安在进口管路上 Ｂ只能安在出口管路上 Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可 Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值(） Ａ包括内能在内的总能量 B 机械能 Ｃ压能 D 位能(即实际的升扬高度) B ８、流体经过泵后,压力增大?p N/ｍ2，则单位重量流体压能的增加为( ) A?p B?p／ρ C ?p/ρg D?p/2g C 9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( ) A 泵壳和叶轮Ｂ叶轮 C 泵壳Ｄ叶轮和导轮Ｃ １0、离心泵停车时要（) A 先关出口阀后断电 Ｂ先断电后关出口阀 Ｃ先关出口阀先断电均可 Ｄ单级式的先断电,多级式的先关出口阀Ａ １1、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2Ｏ意思是（) Ａ输任何条件的气体介质全风压都达100mmH２O B输送空气时不论流量多少,全风压都可达100mｍH２O C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mｍＨ２O Ｄ输送20℃，10１3２５Pａ空气,在效率最高时，全风压为100mmH2O D
化工原理下册第三章 蒸馏和吸收塔设备习题解答 1．解： 由于设计类题目并不一定有“标准答案”，此处的解仅供参考 （1） 精馏段塔 取板间距0.45T H m =，又知总板效率0.6T E =，则实际塔板数 /6/0.610P T T N N E === 精馏段塔高100.4545T T Z N H =?=?= (2) 塔径 下降液体的平均流量 3 11.8/36000.00328/S L m s == 上升蒸汽的平均流量3 14600/3600 4.05/S V m s == 11 220.00328801.5()()0.0215 4.05 1.13S L S V L V ρρ=?= 取板上液层高度 0.07l h m = 则 0.450.070.38T l H h m -=-= 由以上数据查史密斯关联图，得200.078C = 液体表面张力 20.1/mN m σ=，故C 值不需校正 C =C 20=0.078 极限空塔气速 max 0.078 2.07/m s μ=== 取安全系数为0.7，则空塔气速 0.7 2.07 1.45/m s μ=?= 塔径 1.87D m === 根据塔径标准圆态，取D =2.0m 实际空塔气速 22 4/4 4.05/3.142 1.29/S V D m s μπ==??= （3） 溢流装置 选用单溢流弓形降液管，取溢流延堰长 0.6550.6552 1.31l D m ==?= 则 25211.8 6.03(1.31)n W L l -== 因/0.655W l D =，查取材图3－8知液流收缩系数E =1.02 则堰上液层高度 2 32.8411.81.02()0.013100 1.31ow h m =??= 溢流堰高 0.070.0130.0 w l o w h h h m =-=-= 降液管底隙高度 0.0060.0570.0060.051o w h h m =-=-= 按0.65w l D =，，查取材图(3－10)，得 0.122 d w D =，0.07f T A A =
化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题 解答带图
化工原理第二版夏清，贾绍义课后习题解答 （夏清、贾绍义主编.化工原理第二版（下册）.天津大学出版）社,2011.8.） 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B*，P A*，由于总压
P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。 以t = 80.1℃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92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）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。 温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C5H12（A）和C6H14（B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A*= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250
一、填空题： 1.（2分）悬浮液属液态非均相物系，其中分散相是指______；分散介质是指 __________。 2.（3分）悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 3.（2分）沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 4.（3分）气体的净制按操作原理可分为________， _______， ______.旋风分离器属 _____________ 。 5.（2分）过滤是一种分离悬浮在____________________的操作。 6.（2分）悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是__________________ __________________。 7.（2分） 过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。 8.（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm ，若该机有10块框，其过滤面积约为_______________ m 2。 9.（3分）转鼓真空过滤机，转鼓每旋转一周，过滤面积，的任一部分都顺次经历 ___________________________________等五个阶段。 10.（3分） 离心分离因数是指_________________________________。 为了提高离心机的分离效率，通常使离心机的___________增高，而将它的________减少。 1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。 2、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。 2 3、降尘室的生产能力与降尘室的 和 有关。 4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m 3/h ，沉降室长、宽、高尺寸为 L H b ??=5m×3m×2m,则其沉降速度为 s m /。 6、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。增加； 7、一降尘室长8m ，宽4m ，高1.5m ，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m 。现颗粒最小直径为12μm ，其沉降速度为0.02 m/s ，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s 。 8、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s 。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数C K 为 。 9、选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ； ； 。 11、已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/A ，q e 为V e /A ，V e 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为V e 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K = （ ）。 12、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。 13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。 14、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍，如介质阻力可以忽略，获得相同滤液体积时，则过滤速率增大为原来的 倍。 15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。 16、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的 。
化工原理（天津大学第二版）下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3 的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数5 1066.1?=E kPa ，水溶液的密度为 kg/m 3 。 解：水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c = =kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。 气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2 skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H ＝ kmol/(m 3 kPa)。 （1）试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数； （2）试分析该过程的控制因素。 解：(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06 *(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=-=?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2 skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 （2）吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ，操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3 kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ，液相组成为 kmol/m 3 ，液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ，气相总吸收系数K G ＝×10-5 kmol/(m 2 skPa)。求该截面处（1）膜吸收系数k G 、k x 及k y ；（2）总吸收系数K L 、K X 及K Y ；（3）吸收速率。 解：(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为