化工原理课后习题答案
化工原理课后习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第七章 吸收
1,解：（1）008.0=*
y 1047.018
100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010
9.3011074.73
4
??==P E m (3)0195.010
9.301109.53
3=??=*
y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断
3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T =
故()(
)
s
m
D G 2
52
17571071.11
.205.2112915.361293102
1212
1
--?=+?+?=
HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M
粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积mol cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气
()24.986.1002.962
1
m kN P BM =+=代入式
x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.
5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数
下C 80，s cm s cm T T D D 2
5275
.175
.112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=???
? ??= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P
时间s NA M t 21693
.041025.718224=???==-π 6,解：画图
7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x
的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量：
通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21
如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过
程。
∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y
对数平均推动力()()66
105.12231
3151031315--?=?-=
-In L y y m
由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?=
8，解：()0002.0112=-=ηy y
9，解：塔顶的推动力()0003.022=-= Y Y
塔底的推动力()()004.0026.003.011=-=-= Y Y
对数平均推动力00143.00003
.0004.00003
.0004.0=-=
In 根据()()AZ L Y Y aP K A Y Y G m G m -=-21
即()()Z L Y Y a K Y Y G m G
m -''=-21 传质单元高度()m a K G H G
m OG 375.004.015.0==''= 传质单元数 ()218.20375.08.7≈==OG N
10,解：35.12.103.08.0003.003.0=?-=G L 89.035
.12
.1==S
m N H h OG
OG 0.61.847.8958.0>=?='='不够用 11，解：（1）02.01=Y ,02=X ,04.02=Y ,008.01=X
012.0008.05.15.11*1=?==X Y , 0*2=Y
由OG OG N H Z = m N Z H OG OG 61.377
.210
===
∴ 由于20
008.0004
.002.02121=--=
--=X X Y Y G L 而5.1=m 故133.15
.12
≠===mG L A
(2)02.01='Y , 002.02='Y , 02
='X , ?1='X m Z Z Z 71017=-=-=?,即填料层应增加7m
(3)因G L 不变，故OG OG
H H ='不变 又004.01='Y , 02='X 75.02
5
.1===L mG S
解得：5.321='
'
Y Y
即：排放浓度是合格的
12，解：OG OG N H h = OG OG
N H h ''=' .5562.095.011438.0562.011=???
???+--=
In N OG B
()??
?
???'+'-'-=S S In S 02.011111.5 A
试差 设53.0='S 代入式A 得 76.6='OG N 设48.0='S 30.6='OG
N 设42.0='S 8.5='OG
N 设32.0='S 2.5='OG
N 设31.0='S 14.5='OG
N 左边等于右边
13,解：（1）07.04
.221321010031=?=-y 0753.007.0107
.01=-=
∴Y （2）??????+--??? ??--=
L mV mX Y mX Y L mV In L
mV N OG 2221111
（3）m N H Z OG OG 1.689.8686.0=?=?=
14，解：因氨得平衡分压为零，故0*=y ，而有a a y y =?，b b y y =?，
()()a b b a
y y In y y y -=?，于是a
b m a b OG y y In y y y N =?-= 又吸收率b a y y -=1?，故?-=11
a b y y ，而有?
-=11In N OG
现操作条件基本相同，故三种情况下的a OG Ky G H =，可认为相等。 于是所需填料塔高度之比为：
第八章 干燥
6-1 ×105Pa （1个大气压）、温度为50℃的空气，如果湿球温度为30℃，计算：（1）湿度；（2）焓；（3）露点；（4）湿比容
解：
1、H=, I=116kJ/kg, t d =25?C
6-2 已知一个干燥系统的操作示意图如下：
在I －H 图中画出过程示意图
解： 6-3kg -1
求：
（q mG 1=1000kg/h, w 1=40℃, w 2=5% H 1=, H 2=
q mGC =q mG1(1-w 1)=1000=600kg/h x 1==, x 2=5/95=
①q mw =q mGC (x 1-x 2)=600h /6kg .63105
.01600
w 1q q 2mGC mG2=-=-=
某厂利用气流干燥器将含水20%的物料干燥到5%（均为湿基），已知每小时处理的原料量为1000kg ，于40℃进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温度为
20℃，湿球温度为℃，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为60℃，湿球温度为40℃，干燥器的热损失很小可略去不计，试求：
（1） 需要的空气量为多少m 3h -1（以进预热器的状态计） （2） 空气进干燥器的温度？
0℃时水的汽化热kg -1，空气与水汽比热分别为与kg -1K -1
解：
w 1=, w 2=, q mG 1=1000kg/h, θ1=40℃, t 0=20℃, t w 0=16.5℃, t 2=60℃, t w 2=40℃ Q =(t 2-t 0)+q mw (2490++q mGC (θ2-θ1)+Q c I 1=I 2
查图得：H 0=, H 2=
I 1=+t 1+2490H 0=+t 2+2490H 2 =+××60+2490×＝ +×t 1+2490×=+=
4.14803
.19
.247.1771=-=
t ℃
q mGC =q mG 1(1-w 1)=1000=800 x 1==, x 2=5/95=
q mw =q mGC (x 2-x 1)=800湿物料含水量为42%，经干燥后为4%（均为湿基），产
品产量为s ，空气的干球温度为21℃，相对湿度40%，经预热器加热至93℃后再送入干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为60%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：
（1） 在I —图H 上画出空气状态变化过程的示意图；
（2） 设已查得H 0=水kg -1绝干气，H 2= kg 水kg -1绝干气)，求绝干空气消耗量
q m,L （kg 绝干气s -1）。
预热器供应之热量p Q （kw ）。
解：
w 1=,w 2=, q mG 2=s
t 0=21, φ0=, t 1=93, φ2=, I 1=I 2 H 0=, H 2=
q mG 2(1-w 2)=q mG 1(1-w 1) 111
22
1--=w w q q mG mG ∴
∴q mw =q mG 1- q mG 2=有一连续干燥
器
在常压下操作，生产能力为1000kg h -1
（以干燥产品计）物料水分由12%降为
3%（均为湿基）物料温度则由15℃至
28℃，绝干物料的比热为 kg -1绝干料，℃，空气的初温为25℃，湿度为 kg -1绝干空
气，经预热器后升温至70℃，干燥器出口废气为45℃，设空气在干燥器进出口处焓值相等，干燥系统热损失可忽略不计，试求：
①在H—I图上（或t—H图上）示意画出湿空气在整个过程中所经历的状态点；
②空气用量（m3h-1）（初始状态下）；
为保持干燥器进出口空气的焓值不变，是否需要另外向干燥器补充或移走热量其值为多少
解：
q mG2=1000, w1=12%, w2=3%, θ1=15, θ2=28, C s=, t0=25℃, H0=, t1=70℃,
t2=45℃, I1=I2
①q mGc=1000=880, x1=12/88=, x2=3/97=
q mw=880若要I1=I2, 需Q D=21375kg/h
6-7用热空气干燥某湿物料。空气初始温度t0=20℃，初始湿度H0=水kg-1干气。为保证干燥产品质量，空气进干燥器的温度不得高于90℃；为此在干燥器中间设置加热器。空气经预热器升温至90℃通入干燥器，当热空气温度降至60℃时，再用中间加热器将空气加热至90℃，废气离开干燥器时的温度变为60℃。假设两段干燥过程均视为等焓过程。
1、在湿空气的H—I（或t—H）图上定性表示出空气通过整个干燥器的过程；
2、汽化每千克水所需的绝干空气量和所需供热量。
解：
t0=20℃, H0=, t1=90℃, t?2=t2=60℃
I1=+t1+2490H0=+××90+2490×＝
I2’=+’)×60+2490H2’=×60+（×60+2490）H2’
=+’=
∴H2’= ∴q mL/q mw=1/(H?2-H1)=1/在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃湿含量为水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90℃，焓为109 kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50℃；湿含量为 kg水kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求：1．绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）；
2．进预热器前风机的流量（3
m s-1）；
3．预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式：V= ( + ( t + 273 ) / 273 × ( ×5
10) / P 。
解：
t0=15℃, H0=, I0=35, t1=90℃, I1=109, t2=50℃, H2=, x1=, x2=, q mG2=237kg/h
x 2=w 2/(1-w 2), w 2=x 2/(1+x 2)== q mGc =q mG2(1-w 2)=237=
q mw =q mGc (x 1-x 2)=（90-15）＝160407
6-9采用常压操作的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下： 空气的状况：进预热器前O t =20℃，O H =水kg -1绝干气 进干燥器前1t =120℃；
出干燥器时2t =70℃，2H = kg 水kg -1绝干气
物料的状况：进干燥器前1θ=30℃，1w =20%（湿基）。 出干燥器时2θ=50℃，2w =5%（湿基）。 绝干物料比热S c =kg -1·℃-1
干燥器的生产能力为h （按干燥产品计）。试求： （1） 绝干空气流量q m,L （kg 绝干空气h -1）； （2） 预热器的传热量P Q (kJh -1)；
（3） 干燥器中补充的热量D Q (kJh -1)。
假设干燥装置热损失可以忽略不计。
解：
t 0=20℃, H 0=, t 1=120℃, t 2=70℃, H 2=, θ1=30℃, w 1=, θ2=50℃, w 2=5%, C s =, q mG2=
x 1==, x 2=5/95= q mGc =q mG2(1-w 2)==
q mw =q mGc (x 1-x 2)= θ2=+××50＝ Q D =q mL (I 2-I 1)+q mGc (I 2’-I 1’)=13843
6-10在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kg h -1，从含水量20％干燥至2％（均为湿基含水量）。温度为20℃，湿度为水kg -1绝干气的新鲜空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60℃。 （1） 完成上述任务需要多少kg 绝干空气h -1 （2） 空气经预热器获得了多少热量？
（3） 在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示，已知恒速干燥段时间
为1小时，求降速阶段所用的时间。
解：
、（1）
25.011
1
1＝－＝
w w X
q m,Gc=600(1-ω1)=480kg/h
q m,W= q m,Gc (X1-X2)=480==h
I1=+t1+2490H1=
因为等焓干燥
I2=+t2+2490H2=I1 H2＝
q m,L= q m,W /(H2-H1)=6935kg干气/h （2）
Q p= q m,L (I1-I0)= q m,L +(t1-t0)=573907kJ/h (3) 恒速段
降速段