化工原理杨祖荣1-7章习题答案(完美排)

附录查得450kPa和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为和kg则进料温度为25℃时的蒸汽消耗量为：单位蒸汽消耗量由式（4-5a）计算，则原料液温度为115℃时单位蒸汽消耗量由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1kg水所消耗的加热蒸汽量愈少。2、试计算30%（质量百分数）的NaOH水溶液在60kPa（绝）压力下的沸点。解：T‘查蒸汽在600kPa下的饱和温度为℃，汽化潜热为2652kJ/kg由式（4-9）可求其中f由式（4-10）求得，即查附录为160℃则=160-100=60℃℃即℃3、在一常压单效蒸发器中浓缩CaCl2水溶液，已知完成液浓度为％（质分数），密度为1300kg/m3，若液面平均深度为，加热室用（表压）饱和蒸汽加热，求传热的有效温差。解：确定溶液的沸点t1(1)计算查附录p=,T‘=100℃,r’=kJ/kg查附录常压下35%的CaCl2水溶液的沸点近似为℃℃(2)计算查附录当pav=103kPa时,对应的饱和蒸汽温度Tpav=℃℃(3)取℃(4)溶液的沸点℃则传热的有效温度差为：（表压）饱和蒸汽的饱和蒸汽温度T=℃℃４、用一双效并流蒸发器将10%（质量％，下同）的NaOH水溶液浓缩到45%，已知原料液量为5000kg/h，沸点进料，原料液的比热容为kg。加热蒸汽用蒸气压力为500kPa（绝），冷凝器压力为，各效传热面积相等，已知一、二效传热系数分别为K1=2000W/(m2·K)，K２=1200W/(m2·K)，若不考虑各种温度差损失和热量损失，且无额外蒸汽引出，试求每效的传热面积。解：（1）总蒸发量由式（4-24）求得（2）设各效蒸发量的初值，当两效并流操作时又再由式（4-25）求得（3）假定各效压力，求各效溶液沸点。按各效等压降原则，即各效的压差为：kPa故p1==kPap3=查第一效p1=kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度T1=℃，其r1=kJ/kg查第二效p2=kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度T2=℃，其r2=kJ/kg查加热蒸汽p=500kPa下,饱和温度T=℃,r=kJ/kg（4）求各效的传热面积，由式（4-33）得因不考虑各种温度差损失和热损失，且无额外蒸汽引出，故加热蒸汽消耗m2m2(5)校核第1次计算结果，由于A1≠A2，重新计算。1）A1=A2=A调整后的各效推动力为：将上式与式（4—34）比较可得=且经处理可得：m2则℃，℃2）重新调整压降，则℃其对应的饱和压力=时,其第五章气体吸收气液平衡1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？解：当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即y=根据，所以2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO2气体，经充分接触后，测得水中的CO2平衡浓度为×10－2kmol/m3，鼓泡器内总压为，水温30℃，溶液密度为1000kg/m3。试求亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。解：查得30℃，水的稀溶液：3．在压力为，温度30℃下，含CO220％（体积分率）空气－CO2混合气与水充分接触，试求液相中CO2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。解：查得30℃下CO2在水中的亨利系数E为×105kPaCO2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液4．在压力为505kPa，温度25℃下，含CO220％（体积分率）空气－CO2混合气，通入盛有1m3水的2m3密闭贮槽，当混合气通入量为1m3时停止进气。经长时间后，将全部水溶液移至膨胀床中，并减压至20kPa，设CO2大部分放出，求能最多获得CO2多少kg。解：设操作温度为25℃，CO2在水中的平衡关系服从亨利定律，亨利系数E为×105kPa。解：（1）气相失去的CO2摩尔数＝液相获得的CO2摩尔数（2）（1）与（2）解得：减压后：稀溶液：5．用清水逆流吸收混合气中的氨，进入常压吸收塔的气体含氨6％（体积），氨的吸收率为％，溶液出口浓度为（摩尔比），操作条件下相平衡关系为。试用气相摩尔比表示塔顶和塔底处吸收的推动力。解：塔顶：塔底：6．在总压，温度30℃的条件下,SO2摩尔分率为的混合气体与SO2摩尔分率为的水溶液相接触，试问：从液相分析SO2的传质方向；从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO2的传质方向；其他条件不变，从气相分析，总压提高到时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。解：(1)查得在总压，温度30℃条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa所以从液相分析