清华大学化工原理_zyxt作业习题2
(NEW)夏清《化工原理》(第2版)(下册)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】
目 录第一部分 名校考研真题第6章 蒸 馏第7章 吸 收第8章 蒸馏和吸收塔设备第9章 液-液萃取第10章 干 燥第11章 结晶和膜分离第二部分 课后习题第6章 蒸 馏第7章 吸 收第8章 蒸馏和吸收塔设备第9章 液-液萃取第10章 干 燥第11章 结晶和膜分离第三部分 章节题库第6章 蒸 馏第7章 吸 收第8章 蒸馏和吸收塔设备第9章 液-液萃取第10章 干 燥第11章 结晶和膜分离第四部分 模拟试题夏清《化工原理》（第2版）配套模拟试题及详解第一部分 名校考研真题第6章 蒸 馏一、填空题1．某连续精馏塔，进料状态q＝1，D/F＝0.5（摩尔比），进料组成（摩尔分率），回流比R＝2，且知提馏段操作线方程的截距为零。
则提馏段操作线方程的斜率为，馏出液组成为。
[清华大学2001研]【答案】1.33 0.8【解析】根据物料衡算可得：提馏段操作线方程截距为零，则，因此上式可整理得：精馏段操作线方程为精馏段操作线与q线的交点为（0.4，0.533），因此可求得提馏段操作线方程的斜率为2．在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的收率不变，试定性判断，分别改变如下参数（其他参数不变）时所需的理论板数将如何改变。
（1）加大回流比R时，理论板数将 。
（2）提高加料温度t F，理论板数将 。
[浙江大学2006研]【答案】减小增大【解析】由图6-1（虚线为变化后的情况）可以看出，根据越靠近曲线则理论板数越大的定理，加大回流比R时，则理论板数减小；提高加料温度t F，则理论板数增大。
图6-1二、选择题精馏操作时，若进料状况（F、x F、q）和回流比R均不变，而将塔顶产品量D增加，其结果是（ ）。
[浙江大学2005研]A．x D下降，x w下降B．x D下降，x w上升，C．x D下降，x w不变D．x D不变，x w下降【答案】A【解析】图形法：图6-2由图6-2可知x D、x W都下降（虚线所示）。
化工原理课后习题答案全
化工原理课后习题答案（夏清、贾绍义主编.化工原理.天津大学出版社,2011.） QQ578571918第一章 流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥ 的油品，油面高于罐底 6.9 m ，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm ，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P 油 ≤ ζ螺解：P 螺 = ρgh ×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nζ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P 油 ≤ ζ螺 得 n ≥ 6.23取 n min = 7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U型管压差计，如本题附4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Γh在1－1´与2－2´截面之间P 1 = P2+ ρ水银gR∵P1 = P4，P2= P3且P3 = ρ煤油gΓh ， P4= ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Γh + h）-ρ煤油gΓh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。
化工原理题二及答案
化工原理题二及答案一、填空与选择(共40分,每小题5分)1．操作中的精馏塔，保持F、x F、q、R不变，增加W，则L/V_______，V′______。
A. 增加；B. 不变；C. 不确定；D.减小。
2．在连续精流塔中,进行全回流操作,已测得相邻两板上液相组成分别为x n-1=0.7,x n=0.5(均为易挥发组分摩尔分率).已知操作条件下相对挥发度=3,则y n= ,x n+1= ,以汽相组成表示的第n板的单板效率E n.3．对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E将_____，相平衡常数m将_____，溶解度系数H将_____。
A. 增大；B. 不变；C. 减小；D. 不确定。
4．(1) 低浓度气体吸收中,已知平衡关系y=2x,k G=0.2 kmol/m2 s, k L=2×103 kmol/m2 s,则此体系属(A 气膜; B 液膜; C 气液双膜)控制,总传质系数K G kmol/m2 s. (A) 2 ; (B) 0.1 (c) 0.2; (D) 2×103(2)通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,(A) 回收率趋于最高；(B) 吸收推动力趋向最大；(C) 操作最为经济；(D) 填料层高度趋向无穷大。
5．塔板的主要类型有____、____、____、____等,塔板上的异常操作现象包括____、____、____。
6．萃取剂的选择性是指：。
选择性系数越高，通常对一定的分离任务而言所需的萃取剂，且可获得较纯度的溶质Ａ。
若 ＝1，则（能/不能）直接用萃取的方法进行分离。
7．（）与物料的性质有关，（）与空气的状态有关。
①平衡水分②自由水分③结合水④非结合水8．(1)湿空气在预热过程中不变化的参数是( )(A)焓(B) 相对湿度; (C)露点温度; (D) 湿球温度.(2)已知湿空气下列哪两个参数,利用HI图可以查得其它未知参数.(A) (t d t); (B) (t d H); (C) (p H); (D) (I t tw)二、(20分) 在一连续精馏塔内分离某理想二元混合物。
化工原理(第二练习题及答案_上册.docx
化工原理（第二版）练习题第一章流体流动习题一、概念题1.某封闭容器内盛有水，水面上方压强为P0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R1、R2和R3,试判断：1)R1 _______ R2(>,<,=)；2) R3 ______ 0 (>, <,=)；3）若水面压强°。
增大，则Ri________ R2 ______ R3_____ 有何变化？（变大、2.如图所示，水从内径为力的管段流向内径为管段，已知〃2=屁1, di管段流体流动的速度头为0.8m,hi=0.7m,忽略流经AB段的能量损失,W'J h2=—m,h3= ____ m o3.如图所示，管中水的流向为A-B,流经AB段的能量损失可忽略，则刃与P2的关系为________ °4)P]〉P2 B)p[ > p2 + 0.5/71 C)> P2 -0.5m D)p x < p24. ________________________________________________________ 圆形直管内，内一定，设计时若将d增加一倍，则层流时〃是原值的_________________ 倍,高度湍流时，如是原值的_________ 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。
5.某水平直管中，输水时流量为Vs,今改为输2乂的有机物，且〃水，水，设两种输液下，流体均处于高度湍流状态，则阻力损失为水的倍；管路两端压差为水的_________ 倍。
6.已知图示均匀直管管路中输送水，在A、B两测压点间装一U形管压差计, 指示液为水银，读数为R (图示为正)。
则：1)R 0 (>,=, <)2)A、B两点的压差勺= ________ Pa。
QRg(Pi - P)B)RgS - p) + pgh C)pgh-RgS- p) D)Rg(Pi- p)- pgh3)流体流经A、B点间的阻力损失好为__________ J/kg。
化工原理习题答案
化工原理习题答案问题一：质量守恒及干燥问题问题描述：一种含有30%水分的湿煤经过加热后，其水分含量降低到15%。
问：为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%，需要排除多少千克水分？解答：根据质量守恒原则，该问题可以通过计算质量的变化来求解。
设湿煤的初始质量为m1，水分含量为w1，加热后的质量为m2，水分含量为w2。
根据题意可得到以下关系：m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系： w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算，可得到： 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得：m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算： m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此，需要排除150千克水分。
问题二：能量守恒问题问题描述：一个装有100升水的水箱，水温为20°C。
向该水箱中加热10000千卡的热量，水温升高到40°C。
问：热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度？解答：根据能量守恒原理，可以通过计算热量的变化来求解。
热量的变化可表示为：Q = mcΔT其中，Q为热量的变化量，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。
根据题意可得到以下关系： Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT：10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此，热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。
化工原理第二版习题答案
化工原理第二版习题答案化工原理是一门研究化工生产过程中物质转化和能量转换规律的学科，它涉及到化学工程、物理化学、流体力学、热力学等多个领域。
第二版的习题答案在帮助学生巩固理论知识和提高解题技巧方面发挥着重要作用。
以下是一些习题答案的示例：习题1：流体力学基础问题：求在管道中流动的水的流速，已知管道直径为0.1米，流量为0.02立方米/秒。
答案：首先，我们使用连续性方程来计算流速。
连续性方程为 Q = A * v，其中 Q 是流量，A 是管道横截面积，v 是流速。
对于圆管，横截面积A = π * (d/2)^2，其中 d 是管道直径。
代入已知数值，我们得到：\[ A = π * (0.1 / 2)^2 = 0.00785 \, \text{平方米} \]\[ v = \frac{Q}{A} = \frac{0.02}{0.00785} \approx 2.547 \,\text{米/秒} \]所以，水的流速大约是2.547米/秒。
习题2：传热过程问题：一个长直管的外壁温度为100°C，内壁温度为50°C，热流密度为1000 W/m²。
求该管壁的热导率。
答案：使用傅里叶定律来解决这个问题，公式为 q = -k * (dT/dx)，其中 q 是热流密度，k 是热导率，dT/dx 是温度梯度。
由于是长直管，我们可以假设温度梯度是线性的，并且只在一个方向上变化。
设管壁厚度为 L，内外壁温差为ΔT，那么温度梯度为ΔT/L。
代入公式得：\[ 1000 = -k * \frac{100 - 50}{L} \]\[ k = \frac{1000 * L}{50} \]如果知道管壁的厚度 L，就可以直接计算出热导率 k。
习题3：化学反应工程问题：在一个理想CSTR（连续搅拌槽反应器）中，A和B发生反应生成C，反应速率为 r = k * [A]^m * [B]^n。
已知初始浓度 [A]₀ = 1 mol/L，[B]₀ = 2 mol/L，反应速率常数k = 0.1 L/(mol·s)，m = 1，n = 1。
化工原理试卷2答案.doc
1、 395mmHg>2105mmHg 3、A 4、C 5、B 8、C 9、C 10、C（1）整个管路的阻力损失，J/kg; 其中， £加=135.1 J /kg, Un~ Pi= Po=O （表压）， HE, H 二20m 故 N e = W, x W, = 1381.5iv , 4=80%, N = = 1727w = 1.727bv 2、增加、降低3、降低、减小、降低、增加4、Ri >R 2> &、 Qi = Qz = Q 3 5、传导、 Qt 对流、辐射、、dQ = —Ads — dn 6、传质单元高度、 传质单元数7、双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论de 8、J A =-D AB —、增大、减小9、气膜控制，约100%、易10、增大、平衡线、增多 dz 〃、愈大、愈大、先减小后增大的过程一、选择题：（每题2分，共20分）1, A2、B 6, A 7、 A 三、计算题： （26 分）1、解：由题意知， =2.12m/s x0.052 x-) 4则 Z/) =/1・CU = O .O 3X 122_X 炎二= 135.1"耘 d 2 0.05 2（2）泵轴功率，kw ；在贮槽液面0-0'与高位槽液面IT'间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有:代入方程得： = gH =9.81x20 + 135.1 = 331.3//危W =Vo = x 1000 = 4.11kg / s 3600(12分)2、解： 解：首先将此气液相组成换算为y 与x 。
NH3的摩尔质量为17kg/kmol,溶液的量为15kgNH3与1000kg 水之和。
故 n A n A15/17x =—=——-—= ------------------ =0.0156n n A +n R 15/17 +1000/18 A D * = 4 = 2.266 = o.O224 P 101.325化工原理试卷2答案二、填空题：（每空1分, 共30分）=4.713 左g/sm = 2： =些= 1.436x 0.0156由式(6-11) E=F • m=101.325XI.436=145.5kPa或者山式(6-1) E = £±= 2266 =145.3kPa x 0.0156溶剂水的密度P s =1000kg/m 3,摩尔质量M s =18kg/kmol,由式(6-10)计算H H a Ps = —_ = o 382kmol/ (m 3 • kPa) EM s 145.3x18H 值也可直接由式6-2算出，溶液中NH3的浓度为C =出="EM K =_15H7_ = 0 869kmol/m3V (m A +m s )/p s (15 + 1000)/1000所以 丑== °"69 = 0 383kmol/ (m 3 • kPa) p； 2.266 '（12分）3、解：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S,；由题意知，水以0.7m/s 的流速在管内流过，欲求S“需先知道每程的管子数，每程的管子数等于所需 冷却水的总流量与单管内水的流量之比。
化工原理第二章习题及答案
第二章流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A2、以下不是离心式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、往复泵适用于( )Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( )Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B8、流体经过泵后，压力增大∆p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离心泵停车时要( )Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：H e＝∆z＋∆p/ρg＋∆(u2/2g)＋∑H f,1-2，则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )Ａ水温太高Ｂ真空计坏了Ｃ吸入管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
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化工原理(下) 教学日历任课教师：余立新yulixin@ 6278-9238(H), 62788777(O)第1周1. 气液平衡数据的获取：请给出任意一个二元体系的汽液平衡数据，给出出处及获取该数据的途径, 并分析用精馏方法分离该体系时可能具有的特点。
2. 分析简单蒸馏过程：分析是否可以用简单蒸馏的方法从7%(质量分数)的乙醇发酵液制得75%(质量分数)的医用酒精？如果可以, 最多可以得到多少？3. 某两组分混合液100kmol，其中易挥发组分的摩尔分数为0.4, 在101.33kPa下进行平衡蒸馏，最终所得液相产物中易挥发组分的摩尔分数为0.3，试求所得汽相产物的量和组成。
假设该体系为理想体系，相对挥发度为3.0。
定性分析如果将操作压力降低（即改为真空操作），那么两相产物的量和组成会如何变化？第2周1. 用逐板计算法，图解法和简捷法计算如下精馏任务所需的理论板数和进料位置。
请设计一分离苯-甲苯溶液的连续精馏塔，料液含苯0.5，要求馏出液中含苯0.97，残液中含苯低于0.04 (均为摩尔分数)，泡点加料时温度为多少，回流比取为最小回流比的1.5倍，最小回流比与塔釜浓度要求有关吗？苯与甲苯的相对挥发度平均可以取2.5，可以用恒摩尔流假设。
* 思考: 计算过程中如果板数出现小数, 该怎样理解和处理？第3周1.某常压连续精馏塔, 共有15块塔板(不包括再沸器), 用于精馏甲醇水溶液。
进料中含有甲醇40%(质量百分数，下同)，要求馏出液中含甲醇98%，釜残液中含甲醇2%。
假定实际操作为泡点进料，回流液为饱和液体，回流比为最小回流比的1.5倍。
试确定(1) 画出精馏系统的流程图；(2) 进料温度；(3) 试求该塔的全塔板效率；(4) 若进料甲醇的组成下降为30%，为达到相同的分离任务，应该采用何种措施(要求尽量定量说明)。
2. An equimolar mixture of benzene and tolune is to be separated in a sieve plate tower at the rateof 100kmol/h at 1 atm atmosphere. The overhead product must contain at least 98 mole percentage benzene. The feed is saturated liquid. A tower is available containing 24 plates.Feed may be introduced either on the 11th or the 17th plate from the top. The maximum vaporization capacity of the reboiler is 120 kmol/h. The plates are about 50% efficient. How many moles per hour of overhead product can be obtained from this tower?第4周预习讨论题：一精馏塔直径已经确定，有40块实际板，正常操作时全塔效率在50%左右。
用来分离苯和四氯化碳的混和液，常压下连续操作，进料量恒定，料液中含四氯化碳0.60(摩尔分数, 下同), 要求塔底釜残液中四氯化碳含量不高于0.20。
试问塔顶产品中四氯化碳的含量最高可以达到多少?第5周1. 一精馏塔直径已经确定, 有40块实际板, 正常操作时全塔效率在50%左右。
用来分离苯和四氯化碳的混和液，常压下连续操作，进料量恒定，料液中含四氯化碳0.60(摩尔分数, 下同), 要求塔底釜残液中四氯化碳含量不高于0.20。
试问塔顶产品中四氯化碳的含量最高可以达到多少?2.试针对以下问题推出自己的看法:某精馏塔一直稳定操作. 忽一日, 加热蒸汽系统突然出现了故障(压力降低), 使得上升蒸汽量下降为原来的80%。
在进料量, 加料热状态以及回流比不变的条件下, 问塔顶和塔底的产量和组成有什么变化？说法1: 由于精馏段理论级数不变, R不变(精馏段操作线斜率不变), 所以塔顶组成不变.由于进料状态没有变化, 所以精馏段和提馏段操作线的交点不变;由于提馏段的理论板数不变, 所以塔底的组成亦不变.由于进料量和塔顶塔底组成没有变化, 所以根据物料衡算塔顶和塔底的出料亦不变.? 这就奇怪了. 难道原来的蒸汽用量一直用多了不成?!说法2: 根据V=(R+1)D, 由于R不变, V的下降使得D变小, 此时W要变大.矛盾: 说法1和说法2的矛盾出在哪里呢? 应该怎样变化呢?第6周1.在填料塔中用水吸收混合气中的氨, 气体与水并流接触. 气体的流量为1000 m3/h (标准),含氨0.01(摩尔分数),塔内的平均温度为25︒C, 总压为常压, 此条件下氨在相间的平衡关系为Y=0.93X.(1)试给出该吸收过程的流程示意图;(2)如用水量为5 m3/h, 水中不含氨, 求氨的最高吸收率;(3)如用水量为10 m3/h, 水中不含氨, 求氨的最高吸收率;(4)如用水量为5 m3/h, 水中含氨5kg/1000kg水, 求氨的最高吸收率;(5)定性判断填料层内的温度分布;(6)如果改为逆流, 则最高吸收率会有何变化?2.200 m3/h(28︒C,101.3kPa)的空气-氨气混合气, 用水吸收其中的氨, 使氨含量由0.05降到0.004(均为摩尔分数). 现有一填料塔, 塔径为0.3米, 填料层高度为3.5米, 填料为25×25×3mm的瓷环, 问该塔是否适用? 如果可用, 则用水量需要多大?在28︒C,101.3kPa时, 相平衡关系符合亨利定律, Y=1.44X;动力学参数的经验式为: K G a=0.272×10-5G0.35W0.38 kmol/(m3∙h∙Pa).式中, G为气体的质量流速, kg/( m2∙h); W为液体的质量流速,kg/( m2∙h).第7周1.试设计一个用清水吸收烟道气中二氧化碳的填料塔. 烟道气中二氧化碳含量为0.13(摩尔分数). 要求二氧化碳的吸收率为90%,气体流量为1000 m3/h(常压, 20︒C). 塔底流出的水中二氧化碳含量为0.2g/1000g水. 计算用水量, 塔径和填料层高度.设计数据如下:(1)空塔气速0.2 m/s (常压, 20︒C)(2)填料50×50mm2瓷环，不规则堆放；(3)平衡关系：Y＝1420X；(4)传质系数：K X＝115 kmol/(m2⋅h⋅∆X) Y与X均为摩尔比如在上述设计出的塔中，分别只变更以下条件，试计算吸收率的变化。
(1)气体流量减少10% (水量, 塔高, 塔径不变);(2)二氧化碳进口组成降低为0.10 (气体总流量, 水量, 塔高, 塔径不变).第8周1. 用如图所示的管壳式中空纤维膜吸收装置对含有氨的废水进行净化.所用净化剂为硫酸溶液. 膜吸收装置的纤维根数为n, 纤维的外径为d o, 内径为d i, 壁厚为δ; 空隙率为ε. 设废水侧氨的传质系数为k iX(以内表面为基准). 氨在空气中的扩散系数为D, 操作压力为常压, 操作温度为常温. 空气中氨和水中氨的平衡关系为Y=mX. 其中Y和X为摩尔比浓度.已知废水的摩尔流量为V(以水计), 其中氨的含量为X i1(摩尔比,下同). 要求处理后氨的含量为X i2. 硫酸水溶液的初始浓度为X o1.假设: 可以忽略水的传递; 假设废水和硫酸为完全逆流; 假设硫酸水溶液一侧硫酸向膜面的补充足够快;中空纤维丝内外直径的算术平均值等于对数平均值;由于浓度很低, 可以认为Y=y.试求: (1) 为保证最大传质推动力而需的硫酸溶液的最小摩尔流量(以水计)L min;(2) 推导氨的总传质系数K oY(以纤维丝的外表面为基准);(3) 如果实际硫酸溶液流量为L(大于Lmin), 问纤维丝的长度应该为多少?2. An aqueous waste stream containing 1.0 weight percent NH3 is to be stripped with air in packedcolumn to remove 99% of the NH3. What is the minimum air rate, in kilograms of air per kilogram of water, if the column operates at 20ºC? How many transfer units are required at twice the minimum air rate?第9周1.现有溶剂10克和溶质1克组成的溶液, 用萃取剂进行萃取.因溶液较稀, 分配系数为常数,等于4(组成用质量比表示). 假定溶剂和萃取剂不互溶. 现拟用10克萃取剂进行萃取. 试设计出你认为最佳的萃取方法.第10周1.100kg/h混和液, 含溶质A0.40(质量分数, 下同),稀释剂B0.60. 用100kg/h萃取剂S进行萃取. 求在下述不同操作条件下的萃余相浓度及萃取率, 并进行比较.(1)采用两级错流操作,每级所用的萃取剂为50kg/h.(2)采用两级逆流操作,萃取剂流量为100kg/h.相平衡关系如下:第11周1. In a continuous countercurrent train of mixer-settler, 100 kg/h of a 40:60 acetone-water solutionis to be reduced to 10 percent acetone by extraction with pure 1,1,2-trichloroethane at 25 C. (a) Find the minimum solvent rate; (b) At 1.8 times the minimum (solvent rate)/(feed rate), find the number of stages required. （c ）For conditions of part (b) find the mass flow rates of all streams. Data are given below.Limiting solubility curveC2H3Cl3, wt% Water , wt% Acetone , wt%94.73 0.26 5.0179.58 0.76 19.6667.52 1.44 31.0454.88 2.98 42.1438.31 6.84 54.8524.04 15.37 60.5915.39 26.28 58.336.77 41.35 51.881.72 61.11 37.170.92 74.54 24.540.65 87.63 11.720.44 99.56 0.00Tie linesweight % in water layer weight % in trichloroethane layerC2H3Cl3 Water Acetone C2H3Cl3 Water Acetone0.52 93.52 5.96 90.93 0.32 8.750.73 82.23 17.04 73.76 1.10 25.141.02 72.06 26.92 59.21 2.27 38.521.17 67.95 30.88 53.92 3.11 42.971.60 62.67 35.73 47.53 4.26 48.212.10 57.00 40.90 40.00 6.05 53.953.75 50.20 46.05 33.70 8.90 57.406.52 41.70 51.78 26.26 13.40 60.34(希望不用图解法求解)第12周1.如果让你来选择, 你会选择下面哪种空气作为干燥介质?(1)T=60︒C, H=0.01(kg水/kg干空气);(2)T=70︒C, H=0.036(kg水/kg干空气);(3)T=80︒C, H=0.045(kg水/kg干空气);2. 将温度为20︒C,相对湿度为0.05的新鲜空气和温度为50︒C,相对湿度为0.8的废气混合(为什么要混合，不是说返混不好吗?), 混合比为2:5(以绝对干燥空气为基准). 废气和新鲜空气的湿比热容可以视为相等, 试求混合气的湿度,焓,以及再加热到90︒C时的湿度,相对湿度和焓.第13周1. 为保证一个学校建筑物内有良好的空气状况, 现采用以下空气调节措施. 假设每天学生平均数目为100, 而每人热的产生速率为每小时200 kcal, 若学校外面的湿气状况在夏天是38o C及95%(相对湿度). 室外的新鲜空气经冷却后和部分来自学校建筑物的再循环排出气混合. 混合后气体的温度应该在21o C以上, 相对湿度应在70%以下. 室内排出气体的温度和相对湿度分别为23o C和60%. 试求:1)循环气的流量?2)新鲜空气的流量?3)每小时进口空气在冷却器中的传热量为多少?4)该系统还能如何改进?2.将含绝对干燥物料为10kg的湿物料均匀平摊在长0.8米宽0.6米的浅盘中,温度为70︒C的热空气以一定的流速在物料表面掠过,2小时后物料的湿含量为0.1降至0.08 kg水/kg干物料.已知在此条件下物料的临界含水量为0.05kg水/kg干物料. 进行必要的假设后,试求:(1)欲将物料含水量降为0.04kg水/kg干物料, 所需总的干燥时间为多少?(2)若保持空气状态不变而将流速加倍,只需3.7小时便可将物料含水量降至0.04kg水/kg干物料, 问此时物料的临界含水量有何变化?第14周1. 将干球温度为16︒C,湿球温度为14︒C的空气预热到80︒C,然后进入干燥器, 出口气体的相对湿度为0.5, 干燥器每小时把2吨含水量为0.50(质量分数, 即湿基, 下同)的湿物料干燥到含水量为0.05.(1) 试作等焓干燥的操作线(此处操作线该如何定义?空气和物料中水分组成的关系?),并求所需的空气量和热量;(2) 如果热损失为116kW, 忽略物料中水分带入的热量及其升温所需要的热量, 问空气用量和耗热量各变为多少? 干燥器内无补充加热.(3) 在H-I图上定性画出两种情况下空气状态的变化, 并且分析结果的合理性.2. 用热空气干燥某湿物料。