北京化工大学 化工原理 第八章导论
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第八章 传质过程导论第一节 概述8-1 化工生产中的传质过程均相物系的分离(提纯,回收)1.吸收2.气体的减湿3.液-液萃取4.固-液萃取(浸沥,浸取)5.结晶6.吸附(脱附)7.干燥 8精馏 目的:湿分离或混合8-2 相组成的表示法1. 质量分率和摩尔分率m m a A A =m ma B B = mm a C C = ………. ......+++=C B A m m m mA,B 两组分 a a -1 n n x A A =n nx B B = nn x C C = ……. ......+++=C B A n n n n .......1+++=C B A x x x互换 A A A A A m m a m m x ==BB B m ma x = ……. ∑=++=i i i B B A A m a m m m a m m a n ...... ()....,,C B A i = 故 ∑==i iiAAA A m a m a n n x iiiA A A m x m a a ∑=2.质量比和摩尔比质量比 B A m m a /=摩尔比 B A n n X =()a a a -=1 ()x x X -=1()X X x -=13.浓度质量浓度 V m C A A = 3/m kg摩尔浓度 V n C A A = 3/m k m o l均相混合物的密度ρ即为各组分质量浓度的总和(体积与混合物相等)∑=++=i B A C C C ........ρρA V ma V m C A A A ===C x V n x V n C A A A A ===混合气体 RTp V n C A A A ==RTp M V n M V m C AA A A A A ===气体总摩尔浓度 RTpV n C ==摩尔分率与分压分率相等 pp n n y AA A ==气体混合物摩尔比可用分压比表示 BB AA B B A A B A M p M p M n M n n n Y ===第二节 扩散原理8-3 基本概念和费克定律分子扩散: 扩散速率与浓度梯度成正比 费克定律: 对双组分物系下表达为: dzdl D J AABA -= A J —分子A 的扩散通量 s m kmol ⋅2/ 方向与浓度样应相反 AB D —比例系数 组分A 在介质B 中的扩散系数 s m /2A c —组分A 浓度,3/m kmoldz dc A —组分A 的浓度梯度 4/m kmol RT p c A A =得 dzdp RT D J AAB A -= 定义A J 通过得截面是“分子对称”得,即有一个A 分子通过某一截面,就有一个B 分子反方向通过这一截面,填补原A 分子得空部位,这种分子对称面为固定时,较为简便。
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第八章传质过程导论第八章传质过程导论1.含有 CCl 4 蒸汽的空气,由 101.3kPa(绝)、293K 压缩到 l013kPa(绝)后,进行冷却冷凝,测出 313K 下开始有 CCl 4 冷凝,混合气出冷凝器时的温度为 300K 求: (l)压缩前、压缩后开始冷凝前与出冷凝器时,CCl 4 蒸汽的质量分率、质量比和摩尔浓度。
(2)出冷凝器时 CCl 4 蒸汽冷凝的百分率。
四氯化碳的饱和蒸汽压数据如下: 273 283 288 T /K 293 89.8 300 123 313 210p / mmHg 33.7 注:1mmHg = 133.3 p a55.671.1解:(1)l013kPa(绝),313K 下开始有 CCl 4 冷凝,则210 × 101.3 760 y= = 0.0276 1013 0.0276 × 154 压缩前: a = = 0.131 0.0276 ×154 + (1 0.0276) × 29 0.0276 × 154 a= = 0.15 (1 0.0276) × 29 yp 0.0276 × 101.3 C= = = 1.15 × 10 3 kmol / m 3 RT 8.314 × 293 压缩后开始冷凝前: a = 0.131 , a = 0.15 yp 0.0276 × 1013 C= = = 1.07 × 10 2 kmol / m 3 RT 8.314 × 313 123 × 101.3 760 出冷凝器时: y ' = = 0.0162 1013 0.0162 × 154 a' = = 0.080 0.0162 × 154 + (1 0.0162) × 29 0.0162 × 154 a'= = 0.087 (1 0.0162) × 29第 1 页第八章传质过程导论yp 0.0162 × 1013 = = 6.58 × 10 3 kmol / m 3 RT 8.314 × 300 a a' 0.15 0.087 × 100% = 42% (2) × 100% = a 0.15 C=2.二氧化硫与水在 30℃下的平衡关系为: a (kgSO2 / 100kgH 2 O) 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 52 1.0 79 1.5 1254.7 11.8 19.5 36 试求总压为 101.3kPa(绝)下的 x y 关系,并作图。