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第六章吸收补充习题合工大化工原理

第六章吸收

填空题

（1）操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果________。

答案：达不到要求

分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。（2）脱吸因数S的表达式为______, 其几何意义是_____。答案：S=m/(L/G)；平衡线斜率与操作线率之比。

（3）在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将_______平衡线，传质推动力将_____，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将____。

答案：靠近；减小；无穷大

（4）根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在______，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将______ 。答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大（5）压力____，温度_____，将有利于吸收的进行。答案：增大；下降

分析：由m=E/P,说明m是温度和压力的函数。一般情况下，温度下降，则E 值下降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。（6）难溶气体属______控制，主要传质阻力集中于_______側。答案：液膜；液膜

（7）双膜理论的基本假设是：

(1)______；

(2)_________；

(3)_________。

答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。

（8）等分子反向扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。一组分通过另

一停滞组分的扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。答案：精馏，吸收和脱吸。

（9）物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_______的无规则运动。物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_______的无规则运动。

答案：分子；质点

（10）吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_____与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的______。反之，如果操作线位于平衡线______，则应进行脱吸过程。答案：高于；上方，下方。

（11）当气体处理量及初、终浓度已被确定，若减少吸收剂用量，操作线的斜率将______，其结果是使出塔吸收液的浓度______，而吸收推动力相应_______。答案：变小；变大；变小

分析：由题意知G 、y 1、y 2已经确定，减少L 用量意味着液气比减小，因低浓度端已固定，故操作线斜率变小且向平衡线靠近，使传质推动力变小。又由物料衡算：

1212()()G y y L x x -=-=

常数可知当x 2一定时，L 减小，x 1必增大。

（12）传质单元数N OG 及N OL 反映 ________。H OG 及H OL 则与设备的型式、设备中的操作条件有关，表示______，是吸收设备性能高低的反映。答案：分离任务的难易；完成一个传质元所需的填料层高度（13）生产中常见的脱吸方法有______，________和__________。答案：通入惰性气体；通入水蒸气；降压

（14）低浓度难溶气体的逆流吸收操作系统，若仅增加液体量，而不改变其他条件，则此塔的气相总传质单元数N OG 将_____，气体出口浓度y 2将_____。答案：增大；下降

分析：难浓气体的吸收过程为液膜阻力控制，主要阻力在液相，即

11y

m m K k k k =+≈

当增加液体量，可增大液膜传质系数，有效降低液膜阻力m/k x ，故总阻力1/k y 下降。

所以O G y G H K a

将变小而Z 不变，故OG N 将增大。因(

)

m S L G =

随L 的增加而

下降。由S ， O G N ，

1222

y m x y m x --关系可知

1222

y m x y m x --

将增加，故2y 必下降。

选择题

（1）对常压下操作的低浓度吸收系统,系统总压在较小范围增加时,享利系数E 将____，相平衡常数m 将____,溶解度系数H 将___.

A. 增加； C. 不变；

B. 降低； D. 不确定答案：C ；B ；C

分析：因为低压下E 仅是温度的涵数，及 m=p

E ，H EMs

ρ≈

。可是总压增加

E 、H 不变，m 下降。

（2）双组分气体（A 、B ）进行稳定分子扩散，A J 及A N 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，

____ B J ；A N ____B N

A.大于；

B.小于；

C.等于；

D.不确定

答案： C ；A

分析：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。由费克定律可知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，说明产出了主体流动，结果增大了A 的传递速率。这里按习惯B 为惰性组分。

（3）下述说法中错误的是_____.

A. 溶解度系数H 值很大，为易溶气体； C. 享利系数E 值很大，为难溶气体；

B. 亨利系数E 值很大，为易溶气体； D. 平衡常数m 值很大，为难溶气体；

答案：B

（4）下述说法中错误的是_____。

A ．液体中的扩散系数与压力成正比，与粘度成反比；

B ．气体中的扩散系数与压力成反比，与温度的23

次方成正比；

C ．液体中的扩散系数与温度成正比，与粘度成反比；

D ．发生在静止或滞流流体中的扩散属于分子扩散答案：A

（5）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

（6）低浓度难溶气体的逆流吸收过程，若其他操作条件不变，仅入塔气量有所下降，则：液相总传质单元数OL N 将_____; 液相总传质单元高度OL H 将______；气相总传质单元数OG N 将_______；气相总传质单元高度OG H 将______；

操作线斜将_____． A. 增加；B. 减小；C. 基本不变；D. 不确定；答案：C ；C ；A ；B ；B

分析：因液膜控制，故≈OL H L H ，可以为基本不受气量的影响，所以OL H 及.OL N 基本不变．由 OG H ＝S OL H ， S ＝m G L

，可知当G 减小进，OG H 将减小．

由OL OG AN N =，=A L m G

，可知当G 减小时，OG N 将增加．

显然，G 减小使L G

下降．

计算题

（1）在一逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某组分A ，已知操作条件下平衡关系为x y 2.2=，入塔气体中A 的含量为6%(体)，吸收率为96%，取吸

收剂用量为最小用量的1.2倍，试求： (1)出塔水溶液的浓度；

(2)若气相总传质单元高度为0.8m ，现有一填料层高为8m 的塔，问是否能用？

解：对低浓度系统，计算时可用摩尔分数代替摩尔比，用混合气体量代替惰性气体量，用溶液量代替溶剂量。

(1)

1212

11212

i n

121121

1m in

() (1)

1.2(

) (2)

,(1),0.060.0227

1.2 1.2

2.2

1.2(

)y y y y L m G x x y m

y y y y L L G

G x x

y y y y y y y y y y x L m G ηηηηηη

--==

=---===

--=

=--=-=

=???2由：得：y 又由(1)和(2)式：

(2) 10.8681.2 1.20.96

mG m S L

m η

*12

1ln[(1)

]

111ln[

]

11O G y y N S S S y y S S S

-+---=

+--

81.108680960186801ln 868.011

=?????

?+---=???

0.810.8o O G O G

h H N

==?m

m 865.8>= 故此塔不能用。

（2）在塔径为0.5m 、填料层高为4m 的吸收塔内，用清水吸收空气中的氨，常压逆流操作。混和气含氨5%（体积百分数，下同），吸收因数为1，实验侧得吸收率为90%，且侧得操作条件下与含氨2%的混合气充分接触后的水中氨的浓

度为21.42g （氨）/1000g （水）。已知水的流为30kmol/h ，操作范围内：

0.15

O G y G H G

K a

∞，而受液体的影响可忽略。

试问：(1) 气相总体积传质系数K y a; (2) 若该塔操作中将气量增加，而维持液气比和操作条件等不变，则其平均推动力和传质单元高度将如何变化，试定性说明其理由。

解：（1） 02=X 111

0.05

0.052

6110.05

y Y y =

=-- 21(1)0.0526(10.9)0.00526A Y Y η=-=-= 将题给数据带入可求得平衡常数 0.02/(1

0.02)

0.9

21.42

1000

/1718

Y m X

≈ 因为 1m G S L

== 故

0.93033.33/0.9

m G

L G km ol h

m ===

因操作线与平衡线相互平行，故两线之间的垂直距离亦即推动力处处相等。

所以

222

21200.00526

0.05260.00526

90.0052640.4449

m O G m O G O G

Y Y Y m X Y Y Y N Y h H m

N ?=?=-==--=

==?=

33.33382.5()

0.4440.5

y O G G K a km ol m h

H π

=?Ω

（2）本题属气膜控制，由题意知OG H 仅受气量影响，且填料层高度不变，由

0O G O G

h H N = 及 0.15

O G y G H G

K a

∞

可知气量增加，OG H 将增大，导致OG N 下降。又因为L G

及m 均不变，操作

线仍平行于平衡线。故由 12

1-=

?-=Y Y Y Y Y Y Y Y N m

OG ，可见2Y 必增大，即

平均推动力增大。

化工原理第五章吸收题

六吸收浓度换算甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的: (1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。分子扩散估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为 7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。浅盘内盛水。水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=[cm2/s],求气膜的当量厚度。相平衡与亨利定律温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求达到平衡时氧在水中的最大浓度, （以[g/m3]、摩尔分率表示）及溶解度系数。以[g/m3·atm]及 [kmol/m3·Pa]表示。当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍则与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液达到平衡后, (1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少? (2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液达到平衡时的总传质推动力又为多少？

化工原理下册--第六章吸收习题答案

6-1 已知在101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。试求： (1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ； (4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为1000 3/m kg ）解：（1）根据已知条件 Pa p NH 987*3= 3/5824.01000 /10117 /13m kmol c NH == 定义 333*NH NH NH H c p = () Pa m kmol p c H NH NH NH ??==-34/109.5333 （2）根据已知条件可知 0105.018 /10017/117 /13=+= NH x 根据定义式 333*NH NH NH x E p = 可得 Pa E NH 41042.93?= （3）根据已知条件可知

00974.0101325/987/* *33===p p y NH NH 于是得到 928.0333*==NH NH NH x y m （4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而 p E px Ex px p x y m ====** ，与T 和p 相关，故309.0928.03 1' 3 =?=NH m 。分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。（2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。 6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触： (1) 含CO 2为0.01 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为0.05 mol/L 的水溶液。试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。解：由亨利定律得到 * 2 250CO CO Ex kPa p == 根据《化工原理》教材中表 8-1 查出 ()kPa E CO 51066.1252?=℃ 所以可以得到 4 *1001.32 -?=CO x 又因为 ()()345 25/10347.318 1066.11000 22 2m kPa kmol EM H O H O H CO ??=??= ≈ -ρ℃ 所以得

化工原理答案-第五章--吸收

第五章吸收相组成的换算【5-1】空气和2的混合气体中，2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数摩尔比 ..020251102 y Y y = ==--．【5-2】 20℃的l00g 水中溶解3, 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。溶液中3的量为 /3 11017n kmol -=? 溶液的体积 /.3 3101109982 V m -=? 溶液中 3的浓度//.333 11017==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ 3 与水的摩尔比的计算 //117 0010610018 X = =．或 ..00105001061100105 x X x = ==--．【5-3】进入吸收器的混合气体中，3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。吸收率的定义为

12 2 11 1Y Y Y Y Y η-= ==-被吸收的溶质量原料气中溶质量解原料气中3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11) 101 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中3的摩尔比为 () (2) 1 1109011100111Y Y η=-=-?=（）摩尔分数 (22) 200111 =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3 NH 的平衡分压为798。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3 kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。总压为100kPa 。解液相中3 NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P kPa ＝亨利系数 *./.0798*******E p x ===／液相中3NH 的浓度 /./.333 11017 0581 101109982 n c kmol m V --?===?／溶解度系数 /*./../()3 058107980728H c p kmol m kPa ===? 液相中3NH 的摩尔分数 //117 0010511710018 x = =+．／气相的平衡摩尔分数 **.0798100y p p ==／／相平衡常数 * (0798) 07610000105 y m x == =? 或 //.76100076m E p === 【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为.101325kPa ，温度为10℃时，3 1m 水中最大可能溶解多少克氧？已知10℃时氧在水中的

化工原理期末试题及答案

模拟试题一 1当地大气压为 745mmHg 测得一容器内的绝对压强为 350mmHg 则真空度为395 mmH?测得另一容器内的表压强为1360 mmHg 则其绝对压强为 2105mmHg _____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为 _0 _______，临近管壁处存在层流底层，若 Re 值越大，则该层厚度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生；而且离心泵的安装高度也不能够太高，目的是避免汽蚀现象发生。 4 、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数 K 接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w 接近于：.值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、 Z= （V/K v a. Q ） .（y 1 -丫2 ）/ △ Y m 式中：△ Y m 称气相传质平均推动力，单位是kmol 吸收质/kmol 惰气;（Y i — Y 2） / △ Y m 称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。 11、工业上精馏装置，由精馏^_塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A 是指y A /X A ，其值愈大，萃取效果量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ 6、某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动） 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压 ;干燥过程是热量传递和质越好。 A. 速度不等 B.体积流量相等 C. 速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为 -50kPa ，出口压力表的读数为 100kPa , 此设备进出口之间的绝对压强差为 A. 50 B . 150 C . 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 .泵出口的压力减小 C .泵入口处真空度减小 .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 ?旁路调节装置 C .改变活塞冲程 ?改变活塞往复频率 5、已知当温度为 T 时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（）耐火砖的黑度。 A.大于 .等于 C .不能确定 D .小于，使空气温度由20 C 升至80 C,

化工原理吸收习题及答案

吸收一章习题及答案一、填空题 1、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。 N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e) 2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度 3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。大于上方增大远离增大 4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y = 0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。 1.80 5、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。减少靠近 6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。相平衡液气比 7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG将_________ (增加，减少，不变)。不变增加 8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。（增大，减小，不变）增大增大 9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。平衡关系物料衡算传质速率。 10、填料的种类很多，主要有________、_________、_________、________、___________、______________。拉西环鲍尔环矩鞍环阶梯环波纹填料丝网填料 11、填料选择的原则是_________________________________________。. 表面积大、空隙大、机械强度高价廉，耐磨并耐温。 12、在选择吸收剂时，首先要考虑的是所选用的吸收剂必须有__________________。良好的选择性，即对吸收质有较大的溶解度，而对惰性组分不溶解。 13、填料塔的喷淋密度是指_____________________________。单位塔截面上单位时间内下流的液体量（体积）。 14、填料塔内提供气液两相接触的场所的是__________________。填料的表面积及空隙 15、填料应具有较_____的__________，以增大塔内传质面积。大比表面积 16、吸收塔内填装一定高度的料层，其作用是提供足够的气液两相_________。传质面积 17、菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述。 18、以（Y-Y*）表示总推动力的吸收速率方程式为N A=K Y（Y﹣Y﹡）。 19、、吸收操作是依据混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同而得以分离。 20、某气体用ABC三种不同的吸收剂进行吸收操作，液气比相同，吸收因数的大小关系为A1﹥A2﹥A3，则气体溶解度的大小关系为。

化工原理试题库(含答案)

化工原理试题库试题一一：填空题（18分） 1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中，由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水试题一答案：一、填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、层流、过渡流和湍流。 2、增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。 5、分散、连续。 6、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。试题二

化工原理吸收课后答案

第二章吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。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 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** **== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃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 3.3110O 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6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g 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506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,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 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈ 55 2222422()()445.3910 5.3910()()18()()1.31810()kmol CO kg CO X kmol H O kg H O kg CO kg H O ---????=?=?????? ???? ?? =??? ?? 故100克水中溶有220.01318CO gCO 4．.在101.33kPa 、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

化工原理第六章吸收习题答案解析

6-1 已知在 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨1 g 的溶液上方的平衡氨气分压为987 Pa 。试求： (1) 溶解度系数H (kmol ·m -3·Pa -1)； (2) 亨利系数E(Pa)； (3) 相平衡常数m ； (4) 总压提高到200 kPa(表压)时的H ，E ，m 值。（假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为 10003/m kg ）解：（1）根据已知条件 Pa p NH 987*3= 3/5824.01000 /10117 /13m kmol c NH == 定义 333*NH NH NH H c p = () Pa m kmol p c H NH NH NH ??==-34/109.5333 （2）根据已知条件可知 0105.018 /10017/117 /13=+= NH x 根据定义式 333*NH NH NH x E p = 可得 Pa E NH 41042.93?= （3）根据已知条件可知 00974.0101325/987/* *33===p p y NH NH 于是得到 928.0333*==NH NH NH x y m （4）由于H 和E 仅是温度的函数，故3NH H 和3NH E 不变；而 p E px Ex px p x y m ====** ，与T 和p 相关，故309.0928.03 1' 3 =?=NH m 。分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。（2）注意E ，H 和m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。

6-2 在25℃下，CO 2分压为50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触： (1) 含CO 2为 mol/L 的水溶液； (2) 含CO 2为 mol/L 的水溶液。试求这两种情况下CO 2的传质方向与推动力。解：由亨利定律得到 * 2 250CO CO Ex kPa p == 根据《化工原理》教材中表 8-1 查出 ()kPa E CO 51066.1252?=℃ 所以可以得到 4 *1001.32 -?=CO x 又因为 ()()3 45 25/10347.318 1066.1100022 2m kPa kmol EM H O H O H CO ??=??= ≈ -ρ℃ 所以得 3 4*/0167.05010347.32 22m kmol p H c CO CO CO =??==- 于是：（1）为吸收过程，3/0067.0m kmol c =?。（2）为解吸过程，3/0333.0m kmol c =?。分析（1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时： ① kPa H c p CO CO CO 9.2910347.301 .04 * 2 22 =?= = - 推动力 kPa p 1.20=?（吸收）

化工原理第五章吸收课后习题及答案

第五章吸收相组成的换算【5-1】空气和CO 2的混合气体中，CO 2的体积分数为20%，求其摩尔分数y 和摩尔比Y 各为多少？解因摩尔分数=体积分数，.02y =摩尔分数摩尔比 ..02 0251102 y Y y = ==--．【5-2】 20℃的l00g 水中溶解lgNH 3, NH 3在溶液中的组成用摩尔分数x 、浓度c 及摩尔比X 表示时，各为多少？解摩尔分数//117 =0．010*******／18 x = + 浓度c 的计算20℃，溶液的密度用水的密度./39982s kg m ρ=代替。溶液中NH 3的量为 /3 11017n k m o l -=? 溶液的体积 /.33101109982 V m -=? 溶液中NH 3的浓度//.333 11017==0．581／101109982 n c kmol m V --?=? 或 . 39982 00105058218 s s c x kmol m M ρ= = ?=．．／ NH 3与水的摩尔比的计算或 ..00105001061100105 x X x = ==--．【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH 3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH 3的组成，以摩尔比Y 和摩尔分数y 表示。吸收率的定义为解原料气中NH 3的摩尔分数0.1y = 摩尔比 (11101) 01111101 y Y y = ==-- 吸收器出口混合气中NH 3的摩尔比为摩尔分数 (22200111) =0010981100111 Y y Y = =++ 气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解lg 3 NH ，查得20℃时溶液上方3NH 的平衡分压为798Pa 。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa )、溶解度系数H[单位为/()3kmol m kPa ?]和相平衡常数m 。总压为100kPa 。解液相中3NH 的摩尔分数/.//117 0010511710018 x = =+ 气相中3NH 的平衡分压 *.0798 P k P a ＝

《化工原理试题库》大全

化工原理试题库多套及答案一：填空题（18分） 1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=___8.7m 02H , _____pa 41053.8?__. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中，由于_________________________________________，其传热效果好。二：问答题（36分） 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：（1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？（2）传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？三：计算题(46分) 1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、在一列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 050，热水

化工原理吸收习题

题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30℃时用清水吸收空气中的SO2，其平衡关系为y A*= 26.7x A。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa，液相中SO2浓度为C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数 k L=1.08×10-4m·s-1，且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上：（1）气－液相界面上的浓度C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？解：（1）求p A,i和C A,i 查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3 E = mP = 26.7 ? 101325 = 2.71 ? 106Pa 对定常吸收过程， k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A) 以C A,i = p A,i H 代入解得：p A,i = 3546.38Pa

C A,i = p A,i H = 3546.38 2.04 × 10-5 = 0.0724kmol·m-3 （2）求K G、K L及相应的推动力。 = + = + K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1

C A* - C A = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3 （3）本题计算方法的基础是双膜理论。题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2％，入口洗油中不含苯，流量为40kmol·(m2·h)-1。操作条件下相平衡关系为Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a近似与液量无关，为0.05kmol·(m3·s)-1。若希望苯的吸收率不低于95％，问能否满足要求？解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只要求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需< H，则该塔能满足要求。

化工原理期末考试真题及答案

填空题 1.（3分）球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=_24/ Rep_. 2.在静止的、连续的同种流体内，位于同一水平面上各点的压力均相等。 3.水在内径为φ105mmX2.5mm的只管内流动，已知水的粘度为1.005mPa*s，密度为1000kg*m3，流速为1m/s，则Re=99502，流动类型为湍流。 4.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4 倍. 5.求取对流传热系数常采用因次分析法，将众多影响因素组合成若干无因次数群，再通过实验确定各特征数数之间的关系，即得到各种条件下的关联式。 6.化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_, 间壁换热和蓄热换热. 7.在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近饱和蒸汽侧流体的温度，总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8.气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: (1) 若pe〉p 或C 〉Ce则属于解吸过程 (2) 若p 〉pe 或Ce〉C 则属于吸收过程 9.计算吸收塔的填料层高度,必须运用如下三个方面的知识关联计算:_平衡关系_,_物料衡算,_传质速率._. 10.在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为_自由水分首先除去的水分为_非结合水分不能用干燥方法除的水分为_平衡水分。 11.,当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内

22.对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2 ) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.△tm 等式成立的条件是_稳定传热、_无热变化、_无相变化。选择题 1.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A ) A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关 2.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指-ρ）的值（B ）。 A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好 3. 若将20℃硫酸用φ48×3.5mm的无缝钢管输送,则硫酸达到湍流的最低流速为（D ）。已知20℃时，硫酸的密度为1831 kg/m3粘度为25.4cP。 A. 0.135m/s B. 1.5m/s C. 0.15m/s D. 1.35m/s 4. 层流与湍流的本质区别是：( D )。 A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。 5.离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在( C )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌ）一定。

化工原理吸收部分模拟试题

化工原理吸收部分模拟试题一、填空 1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是，而表示传质任务难易程度的一个量是。 2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为、、。3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生、及等不正常现象，使塔无法工作。 4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度 y i 应为?????。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在达到平衡。 6单向扩散中飘流因子。漂流因数可表示为，它反映。 7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数 N OG 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在操作中。 9 板式塔的类型有、、（说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈接触，在板上汽液两相呈接触。 10分子扩散中菲克定律的表达式为?????，气相中的分子扩散系数D随温度升高而??????（增大、减小），随压力增加而?????（增大、减小）。 12易溶气体溶液上方的分压，难溶气体溶液上方的分压，只要组份在气相中的分压液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。 13压力 ,温度 ,将有利于解吸的进行；吸收因素A= ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔达到平衡。 14某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=1 ，气膜和液膜体积吸收系数分别为k ya =2×10-4kmol/m3.s, k xa =0.4kmol/m3.s, 则该吸收过程及气膜阻力占总阻力的百分数分别为；该气体为溶气体。二、选择 1 根据双膜理论，当被吸收组分在液相中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数。 A大于液相传质分系数 B 近似等于液相传质分系数 C小于气相传质分系数 D 近似等于气相传质分系数 2 单向扩散中飘流因子。 A >1 B <1 C =1 D 不一定 3 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m2·h，气相传质总K y =1.5kmol/m2·h，则该处气液界面上气相浓度y i 应为??????。平衡关系y=0.5x。 A 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005 4 已知SO 2水溶液在三种温度t 1 、t 2 、t 3 下的亨利系数分别为E 1 =0.0035atm、

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一、二章复习题第一章一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个单元操作和化工单元构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以物理衡算；能量衡算；平衡关系；过程速率四个概念为依据的。 3．常见的单位制有程单位制；国际单绝对单位制；工位制 (SI 制)。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的基本物理量、基本单位，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过平衡关系来判断。6．单位时间内过程的变化率称为过程速率。二、问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8.提高过程速率的途径是什么？第二章流体力学及流体输送机械流体力学一、填空题 1．单位体积流体的质量称为密度，它与比容互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为流量，其表示方法有质量流量和体积流量两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是连续流动的。 5．产生流体阻力的根本原因是内摩擦力；而流体的运动状态是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力的大小有影响。 6．流体在管道中的流动状态可分为层流和湍流两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是湍流的质点有脉动而层流没有。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是静止的、连通的、连接的是同一种液体。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是：分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将增大，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值不变。二、选择题

化工原理吸收实验

精馏实验报告姓名：班级：学号：同组人：实验时间：

一、报告摘要本实验利用乙醇-正丙醇混合物进行精馏，达到分离和提纯的效果。通过这次实验能进一步掌握精馏的单元操作方式，利用测得的塔板组成数据求出全塔效率和单板效率，从而进一步地加深对精馏操作机理的掌握。实验中也用到了阿贝折光仪来测算塔板各部位的组成，同过多次使用阿贝折光仪，能进一步熟练对其的使用。同过实验的操作和数据的处理，我们可以加深对精馏操作的理解，掌握了一项我们化工行业耐以生存的一项基本技能。二、实验目的及任务 1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触情况。 3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4. 测定全塔浓度分布。 5. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。三、实验基本原理在板式精馏塔中，有塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务。则需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产物采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中无实验意义。但是，由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。实际回流比通常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将恶化。板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。（1）总板效率E e N E N = (4-25) 式中 E —总板效率 N —理论板数； e N —实际板数（2）单板效率E ml n 1n ml n 1n x x E x x -*--= - (4-26) 式中 E ml —以液相浓度表示的单板效率；

化工原理第五章吸收课后习题及答案.doc

第五章吸收相组成的换算【5-1】空气和 CO 2 的混合气体中， CO 2的体积分数为 20%，求其摩尔分数 y 和摩尔比 Y 各为多少？解因摩尔分数 =体积分数， y 0.2 摩尔分数 y 0 2 摩尔比 Y . 025． 1 y 1 0 2 . 【5-2】 20℃的 l00g 水中溶解 lgNH 3, NH 3 在溶液中的组成用摩尔分数 x 、浓度 c 及摩尔比 X 表示时，各为多少？解摩尔分数 x 1 / 17 =0．0105 1 / 17 100／18 浓度 c 的计算 20℃，溶液的密度用水的密度 s 998 .2kg / m 3 代替。 3 n 1 10 3 / 17kmol 溶液中 NH 的量为溶液的体积 V 101 10 3 / 998.2 m 3 溶液中 NH 3 的浓度 n 1 10 3 /17 3 c = =0．581 ／ m V 101 10 3 998 2 kmol /. s 998 2 3 或 c x . 0 0105 0 582 M s 18 ．． kmol ／m NH 3 与水的摩尔比的计算 1 /17 X 0．0106 100 / 18 x 0 0105 或 X . 0．0106 1 x 1 0 0105 . 【 5-3 】进入吸收器的混合气体中， NH 3 的体积分数为 10%，吸收率为 90%，求离开吸收器时 NH 3 的组成，以摩尔比 Y 和摩尔分数 y 表示。吸收率的定义为被吸收的溶质量 Y 1 Y 2 1 Y 2 原料气中溶质量 1 1 Y Y 解原料气中 NH 3 的摩尔分数 y 0.1 1 0 1 摩尔比 1 y . 0 111 1 1 0 1 Y 1 y . 吸收器出口混合气中 NH 3 的摩尔比为 Y 1 Y （1 09）0111 0 0111 2 ( ) 1 .. . 摩尔分数 Y 2 = 0 0111 0 01098 y 2 1 1 . Y 2 0 0111 . . 气液相平衡【 5-4 】 l00g 水中溶解 lg NH 3 ，查得 20℃时溶液上方 NH 3 的平衡分压为 798Pa 。此稀

第六章吸收补充习题 合工大 化工原理