传质分离过程课后习题答案
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第4章 气液传质设备一、选择题1.填料塔的吸收面积等于()。
A.塔内填料总表面积B.塔的截面积C.塔内润湿的填料表面积【答案】C2.某板式塔的降液管面积为0.1m2,板间距为450mm,液相负荷为100m3/h。
该塔盘在操作中可能发生()。
A.淹塔B.过量雾沫夹带C.漏液D.过量气泡夹带【答案】D3.下述说法中错误的是()。
A.板式塔内气液逐级接触,填料塔内气液连续接触B.精馏用板式塔,吸收用填料塔C.精馏既可以用板式塔,也可以用填料塔D.吸收既可以用板式塔,也可以用填料塔【答案】B二、填空题1.填料塔是______接触式气液传质设备,塔内为分散相,为连续相,为保证操作过程中两相的,填料吸收塔顶部要有良好的装置。
【答案】连续;液体;气体;良好接触;液体分布2.板式塔是______接触式气液传质设备,操作时______为连续相;填料塔是______接触式气液传质设备,操作时______为连续相。
【答案】逐级;气相;连续;液相3.当喷淋量一定时,填料塔单位高度填料层的压力降与塔气速关系线上存在两个转折点,其中下转点称为______,上转点称为______。
【答案】载点;泛点4.完成一分离任务需要的填料层高度为8 m,所用填料的等板高度HETP为0.5 m,若改用板式塔,则完成这一分离任务所需的理论塔板数(包括塔釜)为______。
【答案】165.为改进液体在填料塔内流动的不均匀性,通常可采取的措施是______、______。
【答案】预分布;增加再分布装置6.板式塔塔板上影响液面落差的主要因素是①______;②______;③______。
为减少液面落差可采用①______;②______。
【答案】塔板结构;塔径;流体流量;对大塔径采用双溢流、阶梯流等溢流型式;塔板向液体侧倾斜的方法7.若某精馏过程需要16块理论板(包括再沸器),其填料的等板高度为0.5m,则填料层有效高度为______。
【答案】8m8.填料塔的等板高度(HETP)是指______。
传质与分离工程试题及参考答案传质与分离工程试题1:填空题1、下列哪一个是速率分离过程( )a. 蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离2、下列哪一个是机械分离过程( )a. 蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离3、下列哪一个是平衡分离过程( )a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离4、汽液相平衡K值越大,说明该组分越( )a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小5、气液两相处于平衡时( )a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的逸度相等d.相间不发生传质6、当把一个气相冷凝时,开始产生液滴的点叫作( )a.露点b.临界点c.泡点d.熔点7、当物系处于泡、露点之间时,体系处于( d )a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相8、闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到的分离程度( )a.很高b.较低c.只是冷凝过程,无分离作用d.只是气化过程,无分离作用9、设计变量数就是( )a.设计时所涉及的变量数b.约束数c.独立变量数与约束数的和d.独立变量数与约束数的差10、约束变量数就是( )a.过程所涉及的变量的数目;b.固定设计变量的数目c.独立变量数与设计变量数的和;d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件11、当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时( )a.液相不能气化b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作12、当蒸馏塔的产品不合格时,可以考虑( )a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比13、如果二元物系,11,21,则此二元物系所形成的溶液一定是( )a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定14、下列哪一个不是均相恒沸物的特点( )a.气化温度不变b.气化时气相组成不变c.活度系数与饱和蒸汽压成反比d.冷凝可以分层15、下列哪一个不是吸收的有利条件( )a.提高温度b.提高吸收剂用量c.提高压力d.减少处理的气体量16、平衡常数较小的组分是( )a.难吸收的组分b.最较轻组份c.挥发能力大的组分d.吸收剂中的溶解度大17、下列关于吸附剂的描述哪一个不正确( )a.分子筛可作为吸附剂b.多孔性的固体c.外表面积比内表面积大d.吸附容量有限18、下列哪一个不是等温吸附时的物系特点( )a.被吸收的组分量很少b.溶解热小c.吸收剂用量较大d.被吸收组分的浓度高19、吸收塔的汽、液相最大负荷处应在( )a.塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部20、对一个恒沸精馏过程,从塔内分出的最低温度的恒沸物( )a.一定是做为塔底产品得到b.一定是为塔顶产品得到c.可能是塔项产品,也可能是塔底产品d.视具体情况而变传质与分离工程试题2:选择题1.分离过程:将一股或多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。
化工传质与分离过程_中国矿业大学(北京)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.间歇操作中,能产生预定粒度晶体的操作方法是()参考答案:加有晶种缓慢冷却2.常压下,已知甲、乙两地的空气温度恰好都为t,甲地空气的相对湿度是20%,乙地空气的相对湿度是40%,则甲地的湿球温度乙地的湿球温度,甲地的露点乙地的露点。
参考答案:低于;低于3.将不饱和空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度,称为湿空气的_______参考答案:露点4.在恒定干燥条件下用热空气干燥某物料,当干燥速率降为零时,物料中剩余的水分是。
参考答案:平衡水分5.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于。
参考答案:溶解度曲线之下方区6.萃取是利用各组分间的差异来分离液体混合物的。
参考答案:溶解度7.通常所讨论的吸收操作中,吸收剂用量趋于最小用量时,完成一定的分离。
参考答案:填料层高度趋向无穷大8.当组成为yA的气体和组成为xA的液体相互接触时,如果与气相成平衡的液相组成x′A>xA时,这一过程是过程。
参考答案:吸收9.对逆流操作的填料吸收塔,当脱吸因数S>1时,若塔高为无穷大,则气液两相将于达到平衡。
参考答案:塔底10.填料塔的吸收面积等于________。
参考答案:塔内润湿的填料表面积11.板式塔的常见塔板中,的操作弹性最小,可以处理粘性较大的物料。
参考答案:筛板;泡罩塔板12.填料塔的有效传质面积为。
参考答案:塔内润湿的填料表面积13.在同样空塔气速和液体流量下,塔板开孔率增加,则漏液量参考答案:增加14.下面填料中,气体流通阻力小,表面利用效率高。
参考答案:阶梯环;弧鞍填料15.A和B组成的混合物的速度(以质量为基准,下同)为0.6m/s,A相对于混合物的速度为0.2m/s,B相对于混合物的速度为0.1m/s,则A的绝对速度为 m/s。
参考答案:0.816.已知A和B组成的混合物中,A的浓度为1kg/m3,A的绝对速度为0.6m/s(以质量为基准)为,A相对于混合物的速度为0.1m/s,混合物中,则以绝对速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s),以扩散速率表示的A的质量通量为 kg/(m2·s),以主体流动速度表示的A的质量通量为 kg/(m2·s)。
第七章 传质与及分离过程概论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%,试计算进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 。
解:先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数1y 和2y 。
120.055/170.09030.055/170.945/290.002/170.00340.002/170.998/29y y ==+==+进、出塔气体中氨的摩尔比1Y 、2Y 为 10.09030.099310.0903Y ==-20.00340.003410.0034Y ==-由计算可知,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: (1) 2)B A A B A B A A (d d M x M x x M M w +=(2)2A )(d d BB AA B A A M w M w M M w x +=解:(1)BB A A A A A M x M x x M w +=BA A A)1(A A M x M x x M -+=2)B B A )B A )B B A (A A (A (A A A d A d M x M x M M M x M x M x M x w +-+=-2)B B A )B A (B A A (M x M x x x M M +=+由于 1B A =+x x 故 2)B B A A B A A (d Ad M x M x x M M w +=(2)BB AA A AA M w M w M w x +=2)()(Ad A d BB A A BAA ABB AA A 11)(1M w M w M M M w M w M w M w x+-+=-2)(BA 1(BB A A )B A M w M w M M w w ++=2)(BB AA B A 1M w M w M M +=故 2)(d A d BB AA B A A M w M w M M w x +=3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中,CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。
传质与分离课后练习题一、填空题1. 传质过程主要包括________、________和________三种基本方式。
2. 在气体吸收过程中,根据溶质与溶剂的接触方式,可分为________和________两种类型。
3. 蒸馏操作中,将混合液加热至沸腾,产生的蒸汽通过________冷却后,可得到纯净的液体。
4. 萃取过程中,常用的萃取剂应具备________、________和________等特点。
5. 吸附分离技术中,根据吸附剂与吸附质之间的作用力,可分为________和________两种类型。
二、选择题1. 下列哪种传质方式属于质量传递?()A. 动量传递B. 能量传递C. 质量传递D. 热量传递2. 在下列吸收操作中,属于物理吸收的是()。
A. 氨气吸收B. 二氧化硫吸收C. 丙酮吸收D. 氯气吸收3. 下列哪种蒸馏方法适用于分离沸点相近的液体混合物?()A. 简单蒸馏B. 蒸馏C. 蒸馏D. 分子蒸馏A. 萃取剂的性质B. 混合液的温度C. 萃取剂的浓度5. 下列哪种吸附剂属于物理吸附剂?()A. 活性炭B. 离子交换树脂C. 氢氧化钠D. 氧化铝三、判断题1. 传质过程中,质量传递速率与浓度梯度成正比。
()2. 在气体吸收过程中,气膜控制表示溶质在气相中的扩散速率较慢。
()3. 蒸馏过程中,塔板数越多,分离效果越好。
()4. 萃取操作中,萃取剂的选择对萃取效果具有重要影响。
()5. 吸附分离过程中,吸附剂的选择与吸附质的性质无关。
()四、简答题1. 简述传质过程的基本原理。
2. 请列举三种常见的气体吸收设备,并简要说明其工作原理。
3. 蒸馏操作中,如何提高塔板的效率?4. 萃取过程中,影响萃取效果的因素有哪些?5. 简述吸附分离技术的应用领域。
五、计算题1. 某混合液中含有甲、乙两种组分,其摩尔分数分别为0.4和0.6。
现将该混合液进行蒸馏分离,求在塔顶和塔底得到的馏分中甲、乙组分的摩尔分数。
第一部分 填空题非常全的一份复习题, 各个方面都到了。
1. 分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。
2. 衡量分离的程度用(分离因子)表示,处于相平衡状态的分离程度是(固有分离因子)。
3. 分离过程是(混合过程)的逆过程,因此需加入(分离剂)来达到分离目的。
4. 工业上常用(分离因子)表示特定物系的分离程度,汽液相物系的最大分离程度又称为(理想分离因子)。
5. 固有分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。
它与实际分离因子的差别用(板效率来表示。
6. 汽液相平衡是处理(汽液传质分离)过程的基础。
相平衡的条件是(所有相中温度压力相等,每一组分的化学位相等)。
7. 当混合物在一定的温度、压力下,满足(1,1 ∑∑iK i z i z i K )条件即处于两相区,可通过(物料平衡和相平衡)计算求出其平衡汽液相组成。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。
9. 最低恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热(小)的组分增加。
10. 吸收因子为( A=L/KV ),其值可反应吸收过程的(难易程度)。
11. 对一个具有四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在(塔顶釜两块板 )合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是(用蒸汽或惰性气体的蒸出塔),(用再沸器的蒸出塔),(用蒸馏塔)。
13. 精馏塔计算中每块板由于(组成)改变而引起的温度变化,可用(泡露点方程)确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为( L = AV )。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。
17. 吸收过程在塔釜的(i N x i K iN y ,,1≥+ ),它决定了吸收液的(该组分的最大浓度)。
18. 吸收过程在塔顶的限度为(ix i K i y ,0,1≤ ),它决定了吸收剂中(自身挟带)。
19. ?限度为(吸收的相平衡表达式为(L = AV ),在(温度降低、压力升高)操作下有利于吸收,吸收操作的限度是(i N x i K iN y ,,1≥+,ix i K i y ,0,1≤ )。
第一部分 填空题非常全的一份复习题, 各个方面都到了。
1. 分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。
2. 衡量分离的程度用(分离因子)表示,处于相平衡状态的分离程度是(固有分离因子)。
3. 分离过程是(混合过程)的逆过程,因此需加入(分离剂)来达到分离目的。
4. 工业上常用(分离因子)表示特定物系的分离程度,汽液相物系的最大分离程度又称为(理想分离因子)。
5. 固有分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。
它与实际分离因子的差别用(板效率来表示。
6. 汽液相平衡是处理(汽液传质分离)过程的基础。
相平衡的条件是(所有相中温度压力相等,每一组分的化学位相等)。
7. 当混合物在一定的温度、压力下,满足(1,1 ∑∑iK i z i z i K )条件即处于两相区,可通过(物料平衡和相平衡)计算求出其平衡汽液相组成。
8. 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。
9. 最低恒沸物,压力降低是恒沸组成中汽化潜热(小)的组分增加。
10. 吸收因子为( A=L/KV ),其值可反应吸收过程的(难易程度)。
11. 对一个具有四块板的吸收塔,总吸收量的80%是在(塔顶釜两块板 )合成的。
12. 吸收剂的再生常采用的是(用蒸汽或惰性气体的蒸出塔),(用再沸器的蒸出塔),(用蒸馏塔)。
13. 精馏塔计算中每块板由于(组成)改变而引起的温度变化,可用(泡露点方程)确定。
14. 用于吸收过程的相平衡关系可表示为( L = A V )。
15. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算。
16. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。
17. 吸收过程在塔釜的(i N x i K iN y ,,1≥+ ),它决定了吸收液的(该组分的最大浓度)。
18. 吸收过程在塔顶的限度为(ix i K i y ,0,1≤ ),它决定了吸收剂中(自身挟带)。
19. ?限度为(吸收的相平衡表达式为(L = A V ),在(温度降低、压力升高)操作下有利于吸收,吸收操作的限度是(i N x i K iN y ,,1≥+,ix i K i y ,0,1≤ )。
第1章 传质过程基础一、选择题1.在对流传热系数关联式中,反映流体物理性质对对流传热影响的准数是()。
A.努塞尔特准数N uB.普朗特准数P rC.雷诺准数R eD.格拉斯霍夫准数G r【答案】B2.在定态二元体系的传质过程中,引起某组分发生分子扩散的原因是()。
A.温度梯度B.压力梯度C.速度梯度D.浓度梯度【答案】D3.描述分子扩散的实验定律是()。
A.亨利定律B.菲克定律C.拉乌尔定律D.傅里叶定律【答案】B4.下述说法中正确的是()。
A.气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数,故物质在气相中的扩散通量大于在液相中的扩散通量B.气相中的扩散系数小于液相中的扩散系数,故物质在气相中的扩散通量小于在液相中的扩散通量C.气相中的扩散系数与液相中的扩散系数在数量级上接近,故气液两相中可达到相同的扩散通量D.气相中的扩散系数大于液相中的扩散系数,但在一定条件下,气液两相中仍可达到相同的扩散通量【答案】D【解析】物质在气相中的扩散系数较在液相中的扩散系数大约105倍。
但是,液体的密度往往比气体大得多,因而液相中的物质浓度以及浓度梯度便可远远高于气相中的物质浓度及浓度梯度,所以在一定条件下,气液两相中仍可达到相同的扩散通量,选D。
5.双组分气体(A、B)进行稳定分子扩散,J A及N A分别表示在传质方向上某截面处溶质A的分子扩散速率与传质速率,当系统的漂流因数大于1时,|J A|()|J B|;|N A|()|N B|。
A.大于B.小于C.等于D.不确定【答案】C;A【解析】因为是双组分气体,所以系统中A和B的浓度梯度大小相等方向相反。
由菲克定律可知A和B的分子扩散速率也将大小相等方向相反。
然而因漂流因数大于1,说明产生了主体流动,结果增大了A的传递速率。
这里按习惯B为惰性组分。
6.下列各项中属于物性参数的是()。
A.气膜吸收系数k yB.分子扩散系数DC.结晶分离涡流扩散系数D ED.脱吸因数S【答案】B二、填空题1.漂流因子的数值等于1,表示______,已知分子扩散时,通过某一考察面PQ有四股物流:N A、J A、N B和N m。
第一章绪论1.分离技术的三种分类方法各有什么特点?答:(1)按被分离物质的性质分类分为物理分离法、化学分离法、物理化学分离法。
(2)按分离过程的本质分类分为平衡分离过程、速度差分离过程、反应分离过程。
(32.3.答:直接分离是将待测组分从复杂的干扰组分分离出来;间接分离是将干扰组分转入新相,而将待测组分留在原水相中。
4.阐述浓缩、富集和纯化三个概念的差异与联系?答:富集:通过分离,使目标组分在某空间区域的浓度增大。
浓缩:将溶剂部分分离,使溶质浓度提高的过程。
纯化:通过分离使某种物质的纯度提高的过程。
根据目标组分在原始溶液中的相对含量(摩尔分数)的不同进行区分:(方法被分离组分的摩尔分数)富集<0.1;浓缩0.1-0.9;纯化>0.9。
5.回收因子、分离因子和富集倍数有什么区别和联系?答:(1)被分离物质在分离过程中损失量的多少,某组分的回收程度,用回收率来表示。
(2A SA,B ≈(3第二章分离过程中的热力学2.气体分子吸附在固体吸附剂表面时,某吸附等温线可以由朗格缪尔吸附方程得到。
试分析吸附物质的吸附平衡常数K与该气体物质在气相的分压p需满足什么条件才能使朗格缪尔吸附等温线近似为直线。
答:溶质吸附量q 与溶质气体分压p 的关系可以用朗格缪尔吸附方程表示:p K p K q q A A +=1max ,式中qmax 为溶质在固相表面以单分子层覆盖的最大容量;KA 为溶质的吸附平衡常数。
在低压时,p K q q p K A A max 1=,《。
第三章 分离过程中的动力学1.相比可2.在无流和有流情况下,溶质分子的迁移分别用什么公式描述?对公式的物理意义做简单的阐述。
答:无流时:22dx c d D dx dc Y dt dc +-=,有流时:22)(dxx d D dx dc v Y dt dc +'+-= 物理意义:(参考费克第一定律物理意义的形式自己描述)3.费克扩散定律描述的是什么样的特殊条件下溶质分子的迁移?答:费克第一定律dxdy A x J dx dc D J -=-=)(或,是假设溶质浓度c 在扩散方向上不随时间变化,其物理意义为:扩散系数一定时,单位时间扩散通过截面积的物质的量(mol )与浓度梯度成正比,负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。
传质分离过程课后习题答案Last revision on 21 December 2020第一章 绪论略第二章习题1. 计算在和下苯(1)-甲苯(2)-对二甲苯(3)三元系,当x 1 = 、x 2 =、x 3 =时的K 值。
汽相为理想气体,液相为非理想溶液。
并与完全理想系的 K 值比较。
已知三个二元系的wilson 方程参数(单位: J/mol ):λ12-λ11=-; λ12-λ22= λ23-λ22=; λ23-λ33=- λ13-λ11=; λ13-λ33=-在T = K 时液相摩尔体积(m 3/kmol )为: =×10 -3 ;=×10 -3 ;=×10 -3安托尼公式为(p s :Pa ; T :K ): 苯:1n =(); 甲苯:1n=();对 -二甲苯:1n = ();解:由Wilson 方程得:Λ12=l l V V 12exp[-(λ12-λ11)/RT]=331091.1001055.177⨯⨯×exp[-/×]=Λ21= Λ13= Λ31= Λ23= Λ32=ln γ1=1-ln(Λ12X 2+Λ13X 3)-[3322311313233221122131321211X X X X X X X X X X X X +Λ+ΛΛ+Λ++ΛA +Λ+Λ+]= γ1=同理,γ2=; γ3= lnP 1S = lnP 2S = lnP 3S =作为理想气体实际溶液,K 1=P P S11γ=, K 2=, K 3= 若完全为理想系,K 1=P P S1= K 2= K 3=2. 在361K 和下,甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡,汽相含甲烷%( mol ),与其平衡的液相含甲烷%。
用R -K 方程计算和Ki 值。
解:a 11=115.2242748.0c c p T R ⨯= dm 6 mol -2 a 22=225.2242748.0c c p T R ⨯=MPadm 6mol -2 b 1=11208664.0c c p T R ⨯=dm 3mol -1 b 2=225.2242748.0c c p T R ⨯=dm 3mol -1其中T c1=, P c1=T c2=, P c2= 均为查表所得。
a 12=√a 11a 22=dm 6mol -2 液相:a =a 11x 12+2a 12x 1x 2+a 22x 22 =×+2×××+× = b=b 1x 1+b 2x 2=×+×=由R -K 方程: P=RT/(V-b)-a/[(V+b)]=0740.03610083145.0-⨯l m V -)0740.0(3611711.245.0+l m l m V V 解得V m l =ln l 1ˆφ=ln[V/(V-b)]+[b i/(V-b)]-2Σy i a ij /*ln[(V+b)/V]+ab i /{ [ln[(V+b)/V]-[b/(V+b)] }-ln(PV/RT)ln l 1ˆφ=ln )0740.01349.01349.0(-+0740.01349.00298.0--5.136********.00740.0)6651.98696.0222.31304.0(2⨯⨯⨯+⨯⨯×ln(1340.00740.01349.0+)+ 5.123610083145.00740.00298.01711.24⨯⨯⨯×[ln(1349.00740.01347.0+) -0740.01347.00740.0+]-ln 3610083145.01349.01368.4⨯⨯=l 1ˆφ=同理ln l 2ˆφ=,l 2ˆφ=汽相:a = ×+2×××+× =b=×+×=由=0499.03610083145.0-⨯v m V -)0499.0(3613484.105.0+v m v m V V 得v mV =ln Φv 1=ln(0499.05861.05861.0-)+0499.05861.00298.0--×[ln0499.05861.00499.0)5861.00499.05861.0(+-+]-ln(3610083145.05861.01368.4⨯⨯) = 故Φv 1=同理,ln l 2ˆφ=,l 2ˆφ=故K 1=y 1/x 1== ( K 1=l 1ˆφ/Φv1)K 2=y 2/x 2=1304.0160387.01--=3. 乙酸甲酯(1)-丙酮(2)-甲醇(3)三组分蒸汽混合物的组成为y 1=,y 2=,y 3=(摩尔分率)。
汽相假定为理想气体,液相活度系数用Wilson 方程表示,试求50℃时该蒸汽混合物之露点压力。
解:由有关文献查得和回归的所需数据为: 【P24例2-5,2-6】 50℃时各纯组分的饱和蒸气压,kPa P 1S =P 2S =P 3S =50℃时各组分的气体摩尔体积,cm3/mol V 1l =V 2l =V 3l =由50℃时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的Wilson 常数: Λ11=Λ21=Λ31=Λ12=Λ22=Λ32= Λ13=Λ23=Λ33=(1)假定x 值,取x 1=,x 2=,x 3=。
按理想溶液确定初值 p =×+×+×= (2)由x 和Λij 求γi 从多组分Wilson 方程ln γi =1-ln ∑∑=Λcj ijjx 1)(-∑∑==ΛΛck cj kjj kjk x x 11得ln γ1=1-ln(x 1+Λ12x 2+Λ13x 3)-[31321211x x x x Λ+Λ++3232221221x x x x Λ++ΛΛ+3232131331x x x x +Λ+ΛΛ =故γ1=同理,γ2= γ3= (3)求K iK i =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-RT p p V p p s i L i si i )(exp γ K 1=916.71049.782013.1⨯exp 16.323314.810)049.7896.71(77.833⨯⨯--=同理K 2= K 3= (4)求∑x i∑x i =3035.133.0+1713.134.0+0963.133.0=整理得x 1=x 2=x 3=在p =内层经7次迭代得到:x 1=,x 2=,x 3=(5)调整pp =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑RT p p V x p s i L i i sii )(exp γ =p ∑i i x K =×+×+× =在新的p 下重复上述计算,迭代至p 达到所需精度。
最终结果:露点压力 平衡液相组成: x 1=x 2=x 3=4. 一液体混合物的组分为:苯;甲苯;对-二甲苯(摩尔分数)。
分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 时的平衡温度和汽相组成。
假设为完全理想物系。
解:(1)平衡常数法因为汽相、液相均为完全理想物系,故符合乌拉尔定律py i =p i sx i而K i =ii x y =p p si设T 为80℃时 ,由安托尼公式(见习题1)求出格组分的饱和蒸汽压。
s p 1=,sp 2=,sp 3=故321y y y ++=K 1x 1+K 2x 2+K 3x 3=332211x p p x p p x p p s ss ++=25.010063.1525.010082.385.010029.101⨯+⨯+⨯=<1故所设温度偏低,重设T 为95℃时s p 1=,sp 2=,sp 3=321y y y ++=>1故所设温度偏高,重设T 为℃,s p 1=,sp 2=,sp 3=321y y y ++=≈1故用平衡常数法计算该物系在100kPa 时的平衡温度为℃汽相组成:1y =11x K =11x p p s=5.010002.160⨯=2y =22x K =22x p p s=25.010034.56⨯= 3y =33x K =33x p p s=25.0100625.23⨯=(2)相对挥发度法由于是理想混合物,所以)/()(111ii i x x y y =α,得)/(111i i i x x y y α=对于理想混合物,得i 1α=SS P p 21设T 为80℃时,s p 1=,Sp 2=,sp 3=故12α=,13α=,2y =1y /,3y =1y / 因为321y y y ++=1,故1y =又因为1py =100×=,而11x p s =×=<1py故所设温度偏低;重设T =92℃时s p 1=,Sp 2=,sp 3=得故12α=,13α=,2y =1y /,3y =1y / 因为321y y y ++=1,故1y =,2y =,3y =且1py =100×=,而11x p s =×=,基本相等因此,由相对挥发度计算该物系平衡温度为92℃, 此时1y =,2y =,3y =5. 一烃类混合物含有甲烷5%、乙烷10 %、丙烷30 %及异丁烷55 %(mol ),试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。
解:设甲烷为1组分,乙烷为2组分,丙烷为3组分因为各组分都是烷烃,汽液相均可视为理想溶液,故符合乌拉尔定律。
25℃时,s p 1=,sp 2=,sp 3=(1)泡点压力∑∑==iis i i x p py p=×5%+×10%+×30%+×55% =(2)露点压力时由乌拉尔定律得is i i x p py =,i si i y p px =代入4321x x x x +++=1,并化简得s s s s p y p y p y p y p 433322111+++==故露点压力为。
6. 含有80%(mol )醋酸乙酯(A )和20%(mol)乙醇(E )的二元物系。
液相活度系数用Van Laar 方程计算,A AE =,A EA =。
试计算在压力下的泡点温度和露点温度。
解:由Vanlaar 方程得:22)2.017.08.0144.01(144.0)1(ln ⨯⨯+=+=EA EA AE AE AE A A x A x A r ,得A r = 22)8.0144.02.0170.01(170.0)1(ln ⨯⨯+=+=AEAE EA EA EA E A x A x A r ,得B r = 因为低压气体可视为理想气体,故i s i i i x p r py =,得p x p r y is i i i =(1)泡点温度时,设T =,由安托尼方程得S A p =,s E p =故∑=+=p x p r y y y A s A A EA i +p x p r E sE E =3.1012.0651.881067.13.1018.0377.940075.1⨯⨯+⨯⨯=<1,可知所设温度偏低,重设T =:此时S A p =,sE p =∑=+=p x p r y y y A s A A EA i +p x p r E sE E =3.1012.0819.941067.13.1018.0685.990075.1⨯⨯+⨯⨯=≈1故泡点温度为(2)求露点温度,此体系可视为理想气体,由is i i i x p r py =,得i s i ii r p py x =设T =由安托尼方程得S A p =,s E p =,故∑+=B A i x x x =1067.1743.942.03.1010075.1620.998.03.101⨯⨯+⨯⨯=>1,故所设温度偏低重设T =时∑+=B A i x x x =≈1 故露点温度为8. 组成为60 % 苯,25 %甲苯和15 % 对-二甲苯(均为mol 百分数)的液体混合物100kmol ,在和100℃下闪蒸。