第五八章例题简Word格式文档下载.docx
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因G,温度和压力不变,HOG不变,又因H不变,NOG不变
例题:
逆流清水吸收某混合气,y1=0.05,S=0.8m2,G=1200m3/h(27℃,1atm),H=4m,A=1.2,Kya=100kmol/m3h,求
(1)y2解:
G=1200*273/(300*0.8*22.4)=60.94kmol/m2h
HOG=G/Kya=0.6094m
NOG=H/HOG=6.564
A=L/mG=1.2
NOG=ln[(1-1/A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+1/A]/(1-1/A)
=ln[(1-1/A)y1/y2+1/A]/(1-1/A)
∴y2=0.00387
(2)H’=1.1H,其他条件不变,求y2’
L,G,y1,x2不变,Kya不变
∴HOG不变
H=HOG*NOG
H’/H=N’OG/NOG=1.1
A=L/mG不变
N’OG=1.1NOG=1.1*6.564
=ln[(1-1/A)y1/y’2+1/A]/(1-1/A)
=ln[(1-1/1.2)*0.05/y’2+1/1.2]/(1-1/1.2)
∴y’2=0.00334
26)
用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分。
进塔气体浓度为0.048(摩尔分率),要求回收率
为92%。
取液气比为最小液气比的1.6倍。
气液逆流,平衡关系
,气相总传质单元高度为0.62米。
试求填料层高
。
又,为增大填料润湿率,采用吸收剂再循环流程,气体流量及进、出塔的浓度不变,补充的纯溶剂流量和传质单元高度均不变,循环液流量与补充液流量之比为0.10。
试求此操作所需的填料层高度
第六章
苯-甲苯,XD=0.95,泡点进料,Zf=0.48,R=1.2Rmin,α=2.56,求从第二层理论板上升的蒸汽组成
平衡线:
y=αx/[1+(α-1)x]
=2.56x/(1+1.56x)
∵泡点进料q=1
∴Xe=Zf=0.48
联立xe=0.48
ye=2.56xe/(1+1.56xe)
∴ye=0.703
Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=1.1076
R=1.2Rmin=1.329
精馏段操作线:
yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)
=0.571xn+0.408
∴y1=xD=0.95
x1=y1/[y1+α(1-y1)]
=0.881>
0.48→精馏段
y2=0.571x1+0.408=0.911
保留三至四位有效数字
例题α=3,Zf=0.6,泡点进料,XD≥0.9,XW≤0.02,求:
(1)每获得1kmol溜出液的原料用量
D=1kmol
F=D+W
FZF=DXD+WXW
∴F=1+W
1.6F=0.9*1+0.02W
∴F=1.52kmol
(2)若R=1.5,求R/Rmin
=3x/(1+2x)
∴Xe=Zf=0.6
联立xe=0.6
ye=3xe/(1+2xe)
∴ye=0.818
Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)=0.376
R/Rmin=4
(3)若R=1.5,求Nn
精馏段:
=0.6xn+0.36
∴y1=xD=0.9
=0.75>
0.6→精馏段
y2=0.6x1+0.36=0.81
x2=y2/[y2+α(1-y2)]
=0.587<
0.6→精馏段结束
∴Nn=1
第二块为加料板
(4)设料液加到板上后加料板上溶液的组成不变仍为0.6,求上升到加料板上蒸汽的组成
已知x’2=0.6求y’3
提馏段:
y’n+1=L’x’n/V’-Wxw/V’
L’=L+qF
再沸器物料衡算:
L’=V’+W
∴V’=L’-W=L+qF-W
y’n+1=(L+qF)x’n/(L+qF-W)-Wxw/(L+qF-W)
∵R=1.5D=1kmol
∴L=RD=1.5kmol
∵F=1.52kmol
∴W=F-D=0.52kmol
∵q=1
∴y’n+1=(L+qF)x’n/(L+qF-W)-Wxw/(L+qF-W)
=1.208x’n-0.0416
y’3=1.208x’2-0.0416
=1.208*0.6-0.0416
=0.72
分离乙醇-水混合物,进料量为2360Kg/h,ZF=0.2(mol),则:
MM=46*0.2+18*0.8=23.6
F=2360/23.6=100kmol/h
精镏段某一块板上的汽相组成为0.6,由其上一板流下的液相组成为0.5,xD=0.8,试求:
操作回流比
0.6=R*0.5/(R+1)+0.8/(R+1)
R=2
若汽液混合进料,汽液摩尔比2:
3,则q=?
q=(I-if)/(I-i)=(3/5)r/r=3/5
分离苯-甲苯,饱和蒸汽进料,ZF=35%(mol%,下同),F=100kmol/h,q=0,D=40kmol/h,α=2.5,精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16。
试求:
(1)提馏段操作线方程;
(2)若塔顶第一块板下降的液相中含苯70%,求该板以气相组成表示的板效率EmV;
(1)R/(R+1)=0.8R=4
XD/(R+1)=0.16XD=0.8
q=0L’=L=RD=160kmol/h
V’=V-F=(R+1)D-F=100kmol/h
WXW=FZF-DXD=3
y’=(L’/V’)X’-WXW/V’=1.6X’-0.03
(2)y1=xDx1=0.7
y2=0.8x1+0.16=0.72
y*1=αx1/[1+(α-1)x1]=0.8537
EMV=(y1-y2)/(y*1-y2)=0.598
例题y1=0.96,分凝器内冷凝蒸汽总量的1/2(摩尔)作为回流,其余的在全凝器中冷凝,α=2.4,求:
(1)XD
(2)第二层理论板上升蒸汽组成
设V=1kmol
则L=D=0.5kmol
R=L/D=1
y1=0.96α=2.4
xD=y0=αx0/[1+(α-1)x0]
=2.4x0/(1+1.4x0)
(1)
y1=Rx0/(R+1)+xD/(R+1)
y1=0.5x0+0.5xD
0.96=0.5x0+0.5y0
(2)
(2)代入
(1):
x0=0.944
=0.976
=0.909
y2=Rx1/(R+1)+xD/(R+1)
=0.943
习题23
qR=(r+CP△t)/r
=[3.2*104+140*(83-75)]/3.2*104=1.035
R=qRR’=2.588
y=2.588x/(2.588+1)
+0.9/(2.588+1)
=0.721x+0.251
习题30
(1)y=qx/(q-1)-zf/(q-1)
=1.1/(1.1-1)-0.2/(1.1-1)
=11x-2
(2)q线与y=xD线交点(xq,yq)
yq=0.36=11xq-2
∴xq=0.2145
提馏段操作线:
连接(0.2145,0.36)和(0.002,0.002)两点得:
(y-yc)/(x-xc)=(yd-yc)/(xd-xc)
∴(y-0.002)/(x-0.002)=(0.36-0.002)/(0.2145-0.002)
∴y=1.685x-1.369*10-3
(3)y=αx/[1+(α-1)x]
y=1.685x-1.369*10-3
逐板计算,略
第八章
w1=0.42,w2=0.04,G2=0.126kg/s,空气等焓干燥,H0=0.008kg水/kg绝干空气,H2=0.03kg水/kg绝干空气,求绝干空气消耗量L和QP
求L
分析:
L=W/(H2-H1)
W=GC(X1-X2)
GC=G2(1-w2)=0.121kg绝干物料/s
X1=0.42/(1-0.42)=0.724kg水/kg绝干料
X2=0.04/(1-0.04)=0.0417kg水/kg干料
W=GC(X1-X2)=0.0826kg水/S
L=W/(H2-H1)=W/(H2-H0)
=3.76kg绝干气/s
求QP分析
QP=L(I1-I0)
I=(1.01+1.88H)t+2500H
=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)
=L(1.01+1.88H1)(t1-t0)
=274w
空气t0=15℃,H0=0.0073kg水/kg绝干气,t1=90℃,t2=50℃,物料θ1=15℃,θ2=40℃,X1=0.15kg水/kg绝干料,X2=0.01kg水/kg绝干料,cs=1.156kJ/kg绝干料℃,生产能力G2=250kg/h,QD=0,等焓过程
求
(1)风机风量
V’=LvH0
W=GC(X1-X2)
查H2和H1
GC=G2(1-w2)
=G2[1-X2/(1+X2)]
=G2/(1+X2)
=248kg绝干料/h
W=GC(X1-X2)=34.7kg水/h
由t0,H0查I-H图:
I0=33kJ/kg绝干料
由t1,H0(H1)查I-H图:
I1=110kJ/kg绝干料
由t1,I1=I2查I-H图:
H2=0.0235kg水/kg绝干料
则:
=2140kg绝干气/h
V’=LvH
=L(0.772+1.244H0)*
(t0+273)/273=1760m3/h
(2)预热器的传热量
QP=L(I1-I0)=2140*(110-33)
=45.7KW
(3)若为非等焓过程QL=3.2KW,求此时空气的消耗量和预热器的传热量
QP=L(I1-I0)
=1.01L(t2-t1)+W(2500+1.88t2)+GCcm2(θ2-θ1)+QL
cm2=cs+X2cw=cs+4.187X2
L(110-33)=1.01L(50-15)+34.7*(2500
+1.88*50)+248(1.156+
0.01*4.187)(40-15)
+3.2*3600
L=2610kg绝干气/h
QP=L(I1-I0)
=2140*(110-33)
=55.8KW
生产能力2*106kg/年,以300天计,物料20%→2%(湿基),15℃→25℃,cs=1.25kJ/kg℃,空气15℃时φ=70%,H0=0.0075kg水/kg绝干气,I0=35kJ/kg绝干气,经预热器预热至90℃,I1=116kJ/kg绝干气,进入干燥器,废气40℃,φ=60%,H2=0.0275kg水/kg绝干气,QD=0
求
(1)水分蒸发量W
G2=2*106/(300*24*3600)
=0.0772kg/s
X1=w1/(1-w1)=0.25
X2=w2/(1-w2)=0.0204
GC=G2(1-w2)
=0.075656kg绝干料/s
W=GC(X1-X2)=0.0174kg/s
或W=G1-G2
=G2(1-w2)/(1-w1)-G2
=0.075656kg/s
(2)空气用量L
L=W/(H2-H0)
=0.87绝干气/S
(3)若预热器中用196kPa的饱和蒸汽加热,r汽化=2206kJ/kg,求加热蒸汽用量D
QP=Dr
QP=L(I1-I0)=0.87*(116-35)
=70.5kw
D=QP/r=70.5/2206
=0.032kg/s
(4)若cs=1.25kJ/kg℃,求干燥过程的热损失
QP=Lcg(t2-t0)+W(r0℃+cvt2)
+GCcm2(θ2-θ1)+QL
GC=0.075656kg绝干料/s
cm2=cs+X2cw
=1.25+0.0204*4.187
=1.34kJ/kg℃
GCcm2(θ2-θ1)=0.0756*1.34*(25-15)=1.01kw
QL=QP-Lcg(t2-t0)-W(r0℃+cvt2)-GCcm2(θ2-θ1)
=70.5-1.01*0.87(40-15)
+0.0174(2500+1.88*40)
-1.01=2.79kw
w1=0.27,w2=0.05,G1=200kg/h,干燥面积A=0.025m2/kg绝干物料,装卸时间τ’=1h,X0=0.2kg水/kg干料,X*=0.05kg水/kg干料,u0=1.5kg/m2h
求:
每批物料的干燥周期
GC=G1(1-w1)=146kg绝干料/h
A=0.025*146=3.65m2
X1=w1/(1-w1)=0.37
X2=0.053
X2<
X0→包括恒速和降速两个阶段
恒速:
τ1=GC(X1-X0)/Au0
=146*(0.37-0.2)/(1.5*3.65)
=4.53h
降速:
KX=u0/(X0-X*)=10.2
τ2=(GC/KXA)*
ln[(X0-X*)/(X2-X*)]
=15.65h
τ=τ1+τ2+τ’=21.18h
习题16
w1=0.45
X1=w1/(1-w1)=0.818kg水/kg绝干料
w2=0.03
X2=w2/(1-w2)=0.031kg水/kg绝干料
X0=0.429kg水/kg绝干料
X*=0.01kg水/kg绝干料
τ=28h
τ1=GC(X1-X0)/u0A
τ2=(GC/u0A)*(X0-X*)
∵u0、A未知
∴τ1/τ2=(X1-X0)/{(X0-X*)
ln[(X0-X*)/(X2-X*)]}
=(0.818-0.429)/{(0.429
-0.01)ln[(0.429-0.01)/(0.031-0.01)]}=0.31
∴τ1=0.31τ2
τ1+τ2=τ=28h
∴τ1=6.6hτ2=21.4h
GC=8000*(1-0.45)
=4400kg绝干料
∴W1/τ1=GC(X1-X0)/τ1
=259.3kg水/h
W2/τ2=GC(X0-X2)/τ2
=81.8kg水/h
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