化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版).doc

化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版).doc
化工原理第三版(陈敏恒)上、下册课后思考题答案(精心整理版).doc

初级均相成核,初级非均相成核,二次成核。

8.什么是再结晶现象?

小晶体溶解与大晶体成长同时发生的现象。

9.过饱和度对晶核生成速率与晶体成长速率各自有何影响?

过饱和度ΔC大,有利于成核;过饱和度ΔC小,有利于晶体成长。

10.选择结晶设备时要考虑哪些因素?

选择时要考虑溶解度曲线的斜率,能耗,物性,产品粒度,处理量等。

11.什么是吸附现象?吸附分离的基本原理是什么?

流体中的吸附质借助于范德华力而富集于吸附剂固体表面的现象。

吸附剂对流体中各组分选择性的吸附。

12.有哪几种常用的吸附解吸循环操作?

变温,变压,变浓度,置换。

13.有哪几种常用的吸附剂?各有什么特点?什么是分子筛?

活性炭,硅胶,活性氧化铝,活性土,沸石分子筛,吸附树脂等。

活性炭亲有机物,硅胶极性、亲水,活性氧化铝极性、亲水,活性土极性,沸石分子筛极性可改变、筛选分子、选择性强,吸附树脂可引入不同的官能团。

分子筛是晶格结构一定,微孔大小均一,能起筛选分子作用的吸附剂。

14.工业吸附对吸附剂有哪些基本要求?

内表面大,活性高,选择性高,有一定的机械强度、粒度,化学稳定性好。

15.有利的吸附等温线有什么特点?

随着流体相浓度的增加,吸附等温线斜率降低。

16.如何用实验确定朗格缪尔模型参数?

先将朗格缪尔模型线性化,然后实测p、x,确定参数xm、kL。

17.吸附床中的传质扩散可分为哪几种方式?

分子扩散,努森扩散,表面扩散,固体(晶体)扩散。

18.吸附过程有哪几个传质步骤?

外扩散,内扩散,吸附。

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏 解: 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A +0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --;y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下: t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题,利用各组数据计算 (1)在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α,算出α对i α的最大相对误差。 (2)以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解: (1)对理想物系,有 α=00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差= %6.0%100)(max =?-α ααi 。 (2)由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据: t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时,A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率? 解: 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K =61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时,算得0 A p =68.81mmHg ;0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A +0 B p (1-x A )=60得 x A =0.56, x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理第四版陈敏恒答案

化工原理陈敏恒第三版上册答案 【篇一:化工原理答案第三版思考题陈敏恒】 lass=txt>传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理 论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和 气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。 8、操作中精馏塔,保持f,q,xf,d不变,(1)若采用回流比r小于最小回流比rmin,则xd减小,xw增大(2)若r增大,则xd增大, xw减小 ,l/v增大。 9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态 f,xf,q不变,则l/v变小,xd变小,xw变小。 10、精馏塔设计时采用的参数f,q,xf,d,xd,r均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内 实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增 大,所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务:原料为f,xf,要求塔顶为xd,塔底为xw,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量v’不变,加料热状况由原来的 饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数nt 增加,精馏段上升蒸汽量v 减少,精馏段下降液体量l 减少,提馏段下降液体量l’  不变。(增加、不变、减少) 不变,增大xf,,则:d 12、操作中的精馏塔,保持f,q,xd,xw,v’, 变大,r变小,l/v变小(变大、变小、不变、不确定) 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同,用一种溶剂(溶解度大的)不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,从另一种溶剂(溶解度小的) 中提取出来,再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的 某一组分变成蒸气再给液体混合物加热,冷凝成液体,从而达到分 离提纯的目的。冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般

化工原理下册答案

第五章 蒸馏 一、选择与填空 1、精馏操作的依据是 混合液中各组分挥发度的差异 。实现精馏操作的必要条件是 塔顶液相回流 和 塔底上升蒸汽 。 2、汽液两相呈平衡状态时,汽液两相温度_相同_,但液相组成_小于_汽相组成。 3、用相对挥发度α表达的汽液平衡方程可写为1(1)x y x αα= +-。根据α的大小,可用 来 判定用蒸馏方法分离的难易程度 ,若α=1则表示 不能用普通的蒸馏方法分离该混合液 。 4、在精馏操作中,若降低操作压强,则溶液的相对挥发度 增加 ,塔顶温度 降低 ,塔釜温度 降低 ,从平衡角度分析对该分离过程 有利 。 5、某二元物系,相对挥发度α=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第n 、n+1两层理论板,已知 y n =0.4,则 y n+1=_0.182_。全回流通常适用于 开工阶段 或 实验研究 。 6、精馏和蒸馏的区别在于 精馏必须引入回流;平衡蒸馏和简单蒸馏的主要区别在于前者为连续的稳态过程而后者是间歇的非稳态过程 。 7、精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是 塔底压强高 和 塔底难挥发组分含量高 。

8、在总压为101.33kPa 、温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为p A 0 =116.9kPa,p B 0 =46 kPa ,则相对挥发度α= 2.54,平衡时液相组成x A = 0.78 ,气相组成y A = 0.90 。 9、某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275,则该精馏塔的操作回流比为_2.371_,馏出液组成为_0.982_。 10、最小回流比的定义是 在特定分离任务下理论板数为无限多时的回流比 ,适宜回流比通常取 1.1~2.0 R min 11、精馏塔进料可能有 5 种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时,则进料热状况q 值为 0.6 。 注:23() 550.6V V L V F V L V L I I I I I q I I I I -+-===-- 12、在塔的精馏段测得 x D =0.96、x 2=0.45、x 3=0.40(均为摩尔分率),已知R=3 ,α=2.5,则第三层塔板的气相默弗里效率 E MV _44.1%_。 注:1 * 1 n n MV n n y y E y y ++-= - 13、在精馏塔设计中,若F 、x F 、q 、D 保持不变,若增加回流比R ,则x D 增加, x W 减小 ,V 增加,L/V 增加 。 14、在精馏塔设计中,若F 、x F 、x D 、x W 及R 一定,进料由原来的饱和蒸气改为饱和液体,则所需理论板数N T 减小 。精馏段上升蒸气量V 不变 、下降液体量L 不变 ;

(完整版)化工原理下册习题及章节总结(陈敏恒版)

第八章课堂练习: 1、吸收操作的基本依据是什么?答:混合气体各组分溶解度不同 2、吸收溶剂的选择性指的是什么:对被分离组分溶解度高,对其它组分溶解度低 3、若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为难溶气体。 4、易溶气体溶液上方的分压低,难溶气体溶液上方的分压高。 5、解吸时溶质由液相向气相传递;压力低,温度高,将有利于解吸的进行。 6、接近常压的低浓度气液平衡系统,当总压增加时,亨利常数E不变,H 不变,相平衡常数m 减小 1、①实验室用水吸收空气中的O2,过程属于(B ) A、气膜控制 B、液膜控制 C、两相扩散控制 ②其气膜阻力(C)液膜阻力A、大于B、等于C、小于 2、溶解度很大的气体,属于气膜控制 3、当平衡线在所涉及的范围内是斜率为m的直线时,则1/Ky=1/ky+ m /kx 4、若某气体在水中的亨利常数E值很大,则说明该气体为难溶气体 5、总传质系数与分传质系数之间的关系为l/KL=l/kL+1/HkG,当(气膜阻力1/HkG) 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。 1、低含量气体吸收的特点是L 、G 、Ky 、Kx 、T 可按常量处理 2、传质单元高度HOG分离任表征设备效能高低特性,传质单元数NOG表征了(分离任务的难易)特性。 3、吸收因子A的定义式为L/(Gm),它的几何意义表示操作线斜率与平衡线斜率之比 4、当A<1时,塔高H=∞,则气液两相将于塔底达到平衡 5、增加吸收剂用量,操作线的斜率增大,吸收推动力增大,则操作线向(远离)平衡线的方向偏移。 6、液气比低于(L/G)min时,吸收操作能否进行?能 此时将会出现吸收效果达不到要求现象。 7、在逆流操作的吸收塔中,若其他操作条件不变而系统温度增加,则塔的气相总传质单元高度HOG将↑,总传质单元数NOG 将↓,操作线斜率(L/G)将不变。 8、若吸收剂入塔浓度x2降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率↑,出口气体浓度↓。 9、在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成x2增大,其它条件不变,则气相总传质单元高度将( A )。 A.不变 B.不确定 C.减小 D.增大 吸收小结: 1、亨利定律、费克定律表达式 2、亨利系数与温度、压力的关系;E值随物系的特性及温度而异,单位与压强的单位一致;m与物系特性、温度、压力有关(无因次) 3、E、H、m之间的换算关系 4、吸收塔在最小液气比以下能否正常工作。 5、操作线方程(并、逆流时)及在y~x图上的画法 6、出塔气体有一最小值,出塔液体有一最大值,及各自的计算式 7、气膜控制、液膜控制的特点 8、最小液气比(L/G)min、适宜液气比的计算 9、加压和降温溶解度高,有利于吸收 减压和升温溶解度低,有利于解吸

化工原理答案下册

化工原理第二版夏清,贾绍义课后习题解答(夏清、贾绍义主编.化工原理第二版(下册).天津 大学出版)社,2011.8.) 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *,P A *,由 于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成,这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C 5H 12 )和正己烷(C 6 H 14 )的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。 温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9

饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 (A)和C 6 H 14 (B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =(13.3-2.826)/(13.3-2.826)= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据,计算:⑴相对挥发度;⑵在平均相对挥发度下的x-y数据,并与习题2 的结果相比较。

《化工原理》第四版习题答案解析

《化工原理》第四版习题答案解析

绪 论 【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2,试求溶液中CO 2的摩尔分数,水的密度为100kg/m 3。 解 水33kg/m kmol/m 1000 100018 = CO 2的摩尔分数 (4005) 89910100000518 -= =?+ x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求:(1)甲醇的饱和蒸气压A p ;(2)空气中甲醇的组 成,以摩尔分数 A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。 解 (1)甲醇的饱和蒸气压 o A p .lg ..1574997197362523886 =- +o A p .169=o A p kPa (2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169) 0167101325 = =A y 质量分数 ...(.)016732 01810167321016729 ω?= =?+-?A 浓度 3..kmol/m .A A p c RT -= ==??316968210 8314298 质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=??=3368210320218 = 【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结 晶分离后的浓缩液中含 NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离 后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5(质量分数) NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02(质量分数) 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω =0.48(质量分数) 在全过程中,溶液中 NaOH 量保持一定,为100kg 浓缩液量为/.10005 200=kg 200kg 浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg ,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg

化工原理下册答案

化工原理(天津大学第二版)下册部分答案 第8章 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下,使含二氧化碳为%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向,并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下,亨 利系数51066.1?=E kPa ,水溶液的密度为 kg/m 3。 解:水溶液中CO 2的浓度为 对于稀水溶液,总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318 c ==kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相,进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下,采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上,氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa),液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,溶解度系数H = kmol/(m 3kPa)。 (1)试计算以p ?、c ?表示的总推动力和相应的总吸收系数; (2)试分析该过程的控制因素。 解:(1) 以气相分压差表示的总推动力为 t 1.06*(110.50.032)kPa 2.0740.725 c p p p p y H ?=-=- =?-=kPa 其对应的总吸收系数为 6G 1097.4-?=K kmol/(m 2skPa) 以液相组成差表示的总推动力为 其对应的总吸收系数为 (2)吸收过程的控制因素 气膜阻力占总阻力的百分数为 气膜阻力占总阻力的绝大部分,故该吸收过程为气膜控制。 4. 在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为 kPa ,操作温度为25 ℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律,甲醇在水中的溶解度系数为 kmol/(m 3kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为 kPa ,液相组成为 kmol/m 3,液膜吸收系数k L =×10-5 m/s ,气相总吸收系数K G =×10-5 kmol/(m 2skPa)。求该截面处(1)膜吸收系数k G 、k x 及k y ;(2)总吸收系数K L 、K X 及K Y ;(3)吸收速率。 解:(1) 以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度,25 ℃时水的密度为 0.997=ρkg/m 3 溶液的总浓度为

化工原理下册课后思考题答案

第六章传热 问题1.传热过程有哪三种基本方式答1.直接接触式、间壁式、蓄热式。 问题2.传热按机理分为哪几种答2.传导、对流、热辐射。 问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3.与物态、温度有关。 问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4.流动流体的载热。 问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5.加热面在下,制冷面在上。 问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6.过热度、汽化核心。 问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7.核状沸腾状态。以免设备烧毁。 问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8.改善加热表面,提供更多的汽化核心;沸腾液体加添加剂,降低表面张力。问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9.避免其积累,提高α。 问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式 答10.因Q与温度四次方成正比,它对温度很敏感。 问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11.温度、黑度、角系数(几何位置)、面积大小、中间介质。 问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数 答12.①相变热远大于显热;②沸腾时汽泡搅动;蒸汽冷凝时液膜很薄。 问题13.有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现,陶壶内的水温下降比银 壶中的快,这是为什么 答13.陶瓷壶的黑度大,辐射散热快;银壶的黑度小,辐射散热慢。 问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么 答14.该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和,传热速率由该步骤所决定。 问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些 答15.K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变;管、壳程均为单程。 问题16.一列管换热器,油走管程并达到充分湍流。用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。若现欲增加50%的油处理量, 有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法,以保持油的出口温度不低于80℃,这个方案是否可行 答16.可行。 问题17.为什么一般情况下,逆流总是优于并流并流适用于哪些情况 答17.逆流推动力Δtm大,载热体用量少。热敏物料加热,控制壁温以免过高。 问题18.解决非定态换热器问题的基本方程是哪几个 答18.传热基本方程,热量衡算式,带有温变速率的热量衡算式。 问题19.在换热器设计计算时,为什么要限制Ψ大于 答19.当Ψ≤时,温差推动力损失太大,Δtm小,所需A变大,设备费用增加。 第七章蒸发 问题1.蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些 答1.溶质常析出在加热面上形成垢层;热敏性物质停留时间不得过长;与其它单元操作相比节能更重要。 问题2.提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪降低单程汽化率的目的是什么 答2.不仅提高α,更重要在于降低单程汽化率。减缓结垢现象。 问题3.为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域 答3.因该区域的给热系数α最大。

陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(传热 复习笔记)

6.1 复习笔记 一、概述 1.传热目的 (1)加热或冷却,使物料达到指定的温度; (2)换热,以回收利用热量或冷量; (3)保温,以减少热量或冷量的损失。 生产上最常遇到的是冷、热两种流体之间的热量交换。若加热和冷却同属一个生产过程,则可采用图6-1所示的换热流程以同时达到加热和冷却的目的。 图6-1 典型的换热流程 1-换热器;2-反应器 2.工业上的传热过程 (1)直接接触式传热 对某些传热过程,可使冷、热流体直接接触进行传热。这种接触方式,传热面积大,设备亦简单。由于冷、热流体直接接触,这种传热方式必伴有传质过程同时发生。因此,直接接触式传热在原理上与单纯传热过程有所不同。 (2)间壁式传热

工业上应用最多的是间壁式传热过程。间壁式换热器类型很多,其中最简单而又最典型的结构是套管式换热器。在套管式换热器中,冷、热流体分别通过环隙和内管,热量自热流体传给冷流体。这种热量传递过程包括三个步骤: ①热流体给热于管壁内侧; ②热量自管壁内侧传导至管壁外侧; ③管壁外侧给热于冷流体。 在冷、热流体之间进行的热量传递总过程通常称为传热(或换热)过程,而将流体与壁面之间的热量传递过程称为热过程,以示区别。 (3)蓄热式传热 这种传热方式是首先使热流体流过蓄热器中固体壁面,用热流体将固体填充物加热;然后停止热流体,使冷流体流过固体表面,用固体填充物所积蓄之热量加热冷流体。如此周而复始,冷、热流体交替流过壁面,达到冷热流体之间传热的目的。 蓄热式换热器又称蓄热器,是由热容量较大的蓄热室构成,室内可填充耐火砖等各种填料。 3.传热过程 (1)传热速率 ①热流量Q:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量,单位为W; ②热流密度(或热通量)q:单位时间、通过单位传热面积所传递的热量,单位为W/m2。即 与热流量Q不同,热流密度q与传热面积A大小无关,完全取决于冷、热流体之间的

化工原理(下)练习题

化工原理(下)练习题 一、填空 1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于;平衡蒸馏(闪蒸)与简单蒸馏(微分蒸馏)的区别是。 2. 双组分精馏,相对挥发度的定义为α=___ ____,其值越表明两组分越。α=1时,则两组分。 3.精馏的原理是,实现精馏操作的必要条件是和。 4.精馏计算中,q值的含义是___ ______,其它条件不变的情况下q值越_______表明精馏段理论塔板数越,q线方程的斜率(一般)越。当泡点进料时,q=,q线方程的斜率=。 5.最小回流比是指,适宜回流比通常取为倍最小回流比。 6. ____ 操作条件下,精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。此时传质推动力,所需理论塔板数。 7.精馏塔进料可能有种不同的热状况,对于泡点和露点进料,其进料热状况参数q值分别为和。 8. 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度,液相组成气相组成。 9. 精馏塔进料可能有种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2 : 3时,则进料热状况参数q值为。 10. 对一定组成的二元体系,精馏压力越大,则相对挥发度,塔操作温度,从平衡角度分析对该分离过程。 11.板式精馏塔的操作中,上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要,适宜的孔速会使汽液两相充分混合,稳定地传质、传热;孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生,其中当孔速

过低时可导致_________,而孔速过高时又可能导致________。 12. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为___________; 对饱和空气则有____ _____。 13. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为,根据α的大小,可以用来,若α=1,则表示。14.吸收操作是依据,以达到分离混合物的目的。 15.若溶质在气相中的组成以分压p、液相中的组成以摩尔分数x表示,则亨利定律的表达式为,E称为,若E值很大,说明该气体为气体。 16.对低浓度溶质的气液平衡系统,当总压降低时,亨利系数E将,相平衡常数m 将,溶解度系数H将。在吸收过程中,K Y和k Y是以和为推动力的吸收系数,它们的单位是。 17含低浓度难溶气体的混合气,在逆流填料吸收塔内进行吸收操作,传质阻力主要存在于中;若增大液相湍动程度,则气相总体积吸收系数K Y a值将;若增加吸收剂的用量,其他操作条件不变,则气体出塔浓度Y2将,溶质A的吸收率将;若系统的总压强升高,则亨利系数E将,相平衡常数m 将。 18.亨利定律表达式p*=E x,若某气体在水中的亨利系数E值很小,说明该气体为气体。 19.吸收过程中,若减小吸收剂用量,操作线的斜率,吸收推动力。20.双膜理论是将整个相际传质过程简化为。21. 脱吸因数S可表示为,它在Y—X图上的几何意义是。若分别以S1、S2,S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数,吸收过程中操作条件相同,则应有S1 S2 S3。 22.不饱和湿空气预热可提高载湿的能力,此时H ,t ,φ,传热传质推动力。

化工原理答案第三版思考题陈敏恒

4.什么是传质?简要说明传质有哪些方式? 传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。 3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。 5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中,增加气液两相主体的湍流程度,传质速率将增大。 8、操作中精馏塔,保持F,q,xF,D不变,(1)若采用回流比R小于最小回流比Rmin,则x D减小,xW增大(2)若R增大,则xD增大, xW减小,L/V增大。 9、连续精馏塔操作时,增大塔釜蒸汽用量,而回流量及进料状态F,xF,q不变,则L/V变小,xD变小,xW变小。10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值,若降低塔顶回流液的温度,则塔内实际下降液体量增大,塔内实际上升蒸汽量增大,精馏段液汽比增大,所需理论板数减小。 11、某精馏塔的设计任务:原料为F,xF,要求塔顶为xD,塔底为xW,设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变,加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料,则所需理论板数NT 增加,精馏段上升蒸汽量V 减少,精馏段下降液体量L 减少,提馏段下降液体量L’不变。(增加、不变、减少) 12、操作中的精馏塔,保持F,q,xD,xW,V’,不变,增大xF,,则:D变大,R变小,L/V变小(变大、变小、不变、不确定) 1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离? 萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂 中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同,用一种溶剂(溶解度大的)不同,用一种溶剂(溶解度大的)把溶质从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,从另一种溶剂(溶解度小的)中提取出来,再用分液将它们分离开来。分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离, 蒸馏原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热,冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。也可用于除去水中或其他液体中的难挥发或物。2.蒸馏和蒸发有什么区别? 蒸馏:指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。 蒸发:是液体在任何温度下发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象。 即:前者分离液体混合物,后者则没这方面要求。 蒸馏与蒸发的原理相同,都是使液体加热挥发二者的目的不同,操作也有不同之处蒸馏是用于分离沸点差异显著的两种液体组成的混合物或提取溶液中的溶剂,蒸发是用于提取溶液中的溶质 第八章气体吸收 问题1. 吸收的目的和基本依据是什么? 吸收的主要操作费用花费在哪? 答1.吸收的目的是分离气体混合物。 基本依据是气体混合物中各组份在溶剂中的溶解度不同。 操作费用主要花费在溶剂再生,溶剂损失。

化工原理下册计算答案

j06a10013 用不含溶质的吸收剂吸收某气体混合物中的可溶组分A,在操作条件下,相平衡关系为Y=mX。试证明:(L/V)min =mη,式中η为溶质A的吸收率。 j06a10103 一逆流操作的常压填料吸收塔,用清水吸收混合气中的溶质A,入塔气体中含A 1%(摩尔比),经吸收后溶质A 被回收了80%,此时水的用量为最小用量的1.5倍,平衡线的斜率为1,气相总传质单元高度为1m,试求填料层所需高度。 j06a10104 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶质A的含量为8%(体积%),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为y=2.5x,取吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试求: ①水溶液的出塔浓度; ②若气相总传质单元高度为0.6 m,现有一填料层高为6m的塔,问该塔是否合用? 注:计算中可用摩尔分率代替摩尔比,用混合气体量代替惰性气体量,用溶液量代替溶剂量。 j06a10105 在20℃和760 mmHg,用清水逆流吸收空气混合气中的氨。混合气中氨的分压为10mmHg,经吸收后氨的分压下降到0.051 mmHg。混合气体的处理量为1020kg/h,其平均分子量为28.8,操作条件下的平衡关系为y=0.755x。 若吸收剂用量是最小用量的5 倍,求吸收剂的用量和气相总传质单元数。 j06a10106 在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为0.8,物系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03(摩尔分率)。试计算: ①操作液气比为最小液气比的倍数; ②出塔液体的浓度; ③完成上述分离任务所需的气相总传质单元数N OG。 j06a10107 某厂有一填料层高为3m 的吸收塔,用水洗去尾气中的公害组分A。测 得浓度数据如图,相平衡关系为y=1.15x。 试求:该操作条件下,气相总传质单元高度H OG为多少m ? 参见附图:j06a107.t j06a10108 总压100kN/m2,30℃时用水吸收氨,已知k G=3.84?10-6kmol/[m2·s(kN/m2)], k L=1.83?10-4kmol/[m2·s(kmol/m3)],且知x=0.05时与之平衡的p*=6.7kN/m2。 求:k y、K x、K y。(液相总浓度C 按纯水计为55.6 kmol/m3) j06a10109 有一逆流填料吸收塔,塔径为0.5m,用纯溶剂吸收混合气中的溶质。入塔(惰性/混合??)气体量为100kmol/h,,溶质浓度为0.01(摩尔分率),回收率要求达到90% ,液气比为1.5,平衡关系y=x。试求: ①液体出塔浓度; ②测得气相总体积传质系数K y a=0.10kmol/(m3·s),问该塔填料层高度为多少? (提示:N OG=1/(1-S)ln[(1-S)(y1-m x1)/(y2-m x2)+S]) j06b10011 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。 j06b10019 按图示流程画出平衡线与操作线示意图: 1. ⑴低浓度气体吸收 2. ⑴低浓度气体吸收 ⑵部分吸收剂循环⑵气相串联

化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)

绪论 【0-1】1m3水中溶解0.05kmol CO2,试求溶液中CO2的摩尔分数,水的密度为100kg/m3。 解水 CO2的摩尔分数 【0-2】在压力为101325、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求: (1)甲醇的饱和蒸气压;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。 解(1)甲醇的饱和蒸气压 (2)空气中甲醇的组成 摩尔分数 质量分数 浓度 质量浓度 【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量 分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含50%、2%、 48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩 液量。在全过程中,溶液中的量保持一定。 解电解液1000kg浓缩液中 1000×0.l=100kg=0.5(质量分数) 1000×0.l=100kg=0.02(质量分数) 1000×0.8=800kg=0.48(质量分数) 在全过程中,溶液中量保持一定,为100kg 浓缩液量为 200kg浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg,故分离的量为100-4=96kg

第一章流体流动 流体的压力 【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解标准大气压力为101.325kPa 容器A的绝对压力 容器B的绝对压力 【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。 解正庚烷的摩尔质量为,正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度,正辛烷的密度为 混合液的密度 【1-4】温度20℃,苯与甲苯按4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。 解20℃时,苯的密度为,甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜,满装时可装混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为

化工原理第二版(下册)夏清贾绍义课后习题解答带图资料

化工原理第二版夏清,贾绍义 课后习题解答 (夏清、贾绍义主编.化工原理第二版(下册).天津大学出版) 社,2011.8.) 第1章蒸馏 1.已知含苯0.5(摩尔分率)的苯-甲苯混合液,若外压为99kPa,试求该溶液的饱和温度。苯 和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t(℃) 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解:利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *,P A *,由于总压 P = 99kPa,则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成,这样就可以得到一组绘平衡t-x 图数据。

以t = 80.1℃为例 x =(99-40)/(101.33-40)= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 0.5时,相应的温度为92℃ 2.正戊烷(C 5H 12 )和正己烷(C 6 H 14 )的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试求P = 13.3kPa下该 溶液的平衡数据。 温度 C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解:根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 (A)和C 6 H 14 (B)的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例,当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =(13.3-2.826)/(13.3-2.826)= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0

化工原理陈敏恒(少学时)第三版前半部分期中复习 概念部分

化工原理课程期中复习 概念部分 绪论 1.合成氨223+32N H NH ←??????→高温、高压、催化剂 (1) 原料气制备:将煤、天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气; (2) 净化:对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质; (3) 氨合成:将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。 ※ 2.对物料进行大规模的物理或化学加工的过程称为化学工业生产过程, 简称化工过程。 3.尽管用不同原料生产不同的产品的化工过程相差很大,但它们都是由若干个简单过程(单元操作)按一定 的顺序和方式组合而成的。 单元操作:指在各种化工过程中,遵守同一基本原理,所用设备相似,作用相同,仅发生物理变化过程的那些操作,称为单元操作。包括两个方面:过程与设备。 化工原理的目的:满足工艺要求。 4.单元操作特点: (1) 都是物理加工过程。 (2) 都是化工生产过程中的共有操作。 (3) 用于不同化工生产过程的同一单元操作,其原理相同,设备通用。 5.单元操作主要分类 动能传递:流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流化态等 热量传递:加热、冷却、蒸发 质量传递蒸馏、吸收、吸附、萃取、干燥、结晶、膜分离 6.重要基本概念

(1)物料衡算——质量守恒定律 稳定过程中:进入的物料量=排出的物料量 (2)能量衡水——能量守恒定律 稳定过程中;进入的能力=排出的能量 (3)平衡关系——说明过程进行的方向和所能达到的极限在一定的T、P下,相平衡的两浓度有着确定的关系 反应能否进行以及方向和极限 (4)过程速率——快慢程度,关系到生产过程设备的大小过程速率=过程推动力/过程阻力 推动力:压差、温差、浓差 (5)经济核算

化工原理下册练习题答案

精馏练习 一.选择题 1. 蒸馏是利用各组分( )不同的特性实现分离的目的。 C A 溶解度; B 等规度; C 挥发度; D 调和度。 2.在二元混合液中,沸点低的组分称为( )组分。 C A 可挥发; B 不挥发; C 易挥发; D 难挥发。 3.( )是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A A 液相回流; B 进料; C 侧线抽出; D 产品提纯。 4.在( )中溶液部分气化而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少 条件。 C A 冷凝器; B 蒸发器; C 再沸器; D 换热器。 5.再沸器的作用是提供一定量的( )流。 D A 上升物料; B 上升组分; C 上升产品; D 上升蒸气。 6.冷凝器的作用是提供( )产品及保证有适宜的液相回流。 B A 塔顶气相; B 塔顶液相; C 塔底气相; D 塔底液相。 7.冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的( )回流。 B A 气相; B 液相; C 固相; D 混合相。 8.在精馏塔中,原料液进入的那层板称为( )。 C A 浮阀板; B 喷射板; C 加料板; D 分离板。 9.在精馏塔中,加料板以下的塔段(包括加料板)称为( )。 B A 精馏段; B 提馏段; C 进料段; D 混合段。 10.某二元混合物,进料量为100 kmol/h ,x F = 0.6,要求塔顶x D 不小于0.9,则塔顶最大产 量为( )。 B A 60 kmol/h ; B 66.7 kmol/h ; C 90 kmol/h ; D 100 kmol/h 。 11.精馏分离某二元混合物,规定分离要求为D x 、w x 。如进料分别为1F x 、2F x 时,其相 应的最小回流比分别为1min R 、2min R 。当21F F x x >时,则 ( )。 A A .2min 1min R R <; B .2min 1min R R =; C .2min 1min R R >; D .min R 的大小无法确定 12. 精馏的操作线为直线,主要是因为( )。 D A . 理论板假定; C. 理想物系; B . 塔顶泡点回流; D. 恒摩尔流假定 13. 某二元理想物系,其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时相应的泡点为1t ,气相 组成3.0=A y 时相应的露点为2t , 则( ) B A .21t t =; B .21t t <; C .21t t >; D .无法判断 14.某二元理想物系,其中A 为易挥发组分。液相组成5.0=A x 时泡点为1t ,与之相平衡 的气相组成75.0=A y 时,相应的露点为2t ,则 ( )。 A

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