化工原理作业和练习题 下载本文

习题1 附图1 习题1 附图2

yA?0.28, R相的组成为 xA?0.20,yS?0.71,yB?0.01

xS?0.06,xB?0.74

(3)分配系数

y kA?A?0.28?1.4 xA0.20 kB?yB?0.01?0.0135

xB0.74 选择性系数 ??kA1.4??103.7 kB0.0135 (4)随水分的蒸发,和点M将沿直线SM移动,当M点到达H点时,物系分层消失,即变为均相物系。由杠杆规则可得 H?3434M??800kg?494.5kg 5555 需蒸发的水分量为

M?H??800?494.5?kg?305.5kg

练习题2. 在单级萃取装置中,以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混

合液中提取醋酸。已知原料液的处理量为1 000 kg/h,要求萃余相中醋酸的质量分数不大于10%。试(1)水的用量;(2)萃余相的量及醋酸的萃取率。操作条件下的平衡数据见习题1。

解:(1)物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示。

由原料组成xF=0.3可确定原料的相点F,由萃余相的组成xA=0.1可确定萃余相的相点R。借助辅助曲线,由R可确定萃取相的相点E。联结RE、FS,则其交点M即为萃取操作的物

系点。由杠杆规则可得

F?37?S?26

3737 S??F??1000kg?1423kg

2626 (2)由杠杆规则可确定萃余相的量。

习题2 附图

R?49?M?16 1616 R??1000?1423?kg?791kg M?4949 由附图可读得萃取相的组成为 yA?0.14 萃取率=

0.14??2423?791??76.2%

1000?0.3第十一章

练习题1. 已知湿空气的总压力为100 kPa,温度为50 ℃,相对湿度为40%,试求(1)

湿空气中的水汽分压;(2)湿度;(3)湿空气的密度。 解:(1)湿空气的水汽分压 p??ps

由附录查得50 ℃时水的饱和蒸气压ps?12.34kPa,故 p?0.4?12.34kPa?4.936kPa (2)湿度 H?0.622p0.622?4.936?kgkg绝干气?0.03230kgkg绝干气

p总?p100?4.936 (3)密度

???0.772?1.244H??273?t?1.013?10H273P

5273?501.0133?1053????0.772?1.244?0.0323?m湿空气kg绝干气3273100?10

?0.9737m3湿空气/kg绝干气

密度 ?H?1?H??H?1?0.0323kgm3湿空气?1.06kgm3湿空气

0.9737练习题2.常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料,出干燥器的废气的温度为40 ℃,

相对湿度为43%,试求废气的露点。

解:由附录查得40 ℃时水的饱和蒸气压ps?7.3766kPa,故湿空气中水汽分压为 p??ps?1?H??H?0.43?7.376k6Pa?3.172k Pa查出ps?3.172kPa时的饱和温度为25.02 ℃,此温度即为废气露点。

练习题3. 在总压101.3 kPa下,已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H–I图查出附表

中空格项的数值,并绘出分题4的求解过程示意图。

习题3 附表 序 湿度 号 kg/kg绝干气 1 2 3 (0.02) (0.03) (0.04) 干球温度 湿球温度 相对湿度 焓 /℃ 86 79 86 ℃ (35) 37 42 % 5 11 (10) kJ/kg绝干气 140 (160) 193 水汽分压 露点 kPa 3 4.2 6 ℃ 23 30 35 (0.05) (60) 4 42 37 192 7.5 38.5 解:附表中括号内的数为已知,其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。 作业题4. 将t0?25oC、H0?0.005kg水/kg 绝干气的常压新鲜空气,与干燥器排出的

t2?40oC、H2?0.034kg水/kg绝干气的常压废气混合,两者中绝干气的质量比为1:3。

试求(1)混合气体的温度、湿度、焓和相对湿度;(2)若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质,应将此混合气加热至多少摄氏度? 解:(1)对混合气列湿度和焓的衡算,得 1H0?3H2?4Hm 1I0?3I2?4Im

(a)

(b)

当to?25℃、H0?0.005kg水/kg绝干气时,空气的焓为 I0??1.01?1.88H0??t0?2490H0

???1.01?1.88?0.005??25?2490?0.005?kJkg绝干气?37.94kJkg绝干气 当t2?40℃、H2?0.034kg水/kg绝干气时,空气的焓为

I2???1.01?1.88?0.034??40?2490?0.034?kJkg绝干气?127.62kJkg绝干气

将以上值代入式(a)及式(b)中,即 0.005?3?0.034?4Hm 37.94?3?127.62?4Im 分别解得:Hm?0.02675kg/kg绝干气 Im?105.2kJ/kg绝干气

由 Im??1.01?1.88Hm??tm?2490Hm 105.?2?1.?011.?880.tm267?5?0??249 00.02675得 tm?36.4℃ 混合气体中的水汽分压

Hm?0.622p?0.02675

p总?p 解出 p?4178Pa

tm?36.4℃时水的饱和蒸汽压为ps?6075Pa

4178?100%?68.8% 6075 (2)将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10%

所以混合气体的相对湿度为???1?4178?0.1 'ps故 ps'?41780Pa

查水蒸气表知此压力下的饱和温度为76.83 ℃。故应将此混合气加热至76.83 ℃。

作业题5.干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水/kg绝干气的湿空气通过预热器加热到