化学工程基础习题答案(武汉大学__第二版)(2)

在按照折流校正

33 15

0.16

130 15

130 40R 5

33 15P

φ＝0.97

Tm 0.97 53.1 51.5 C

ex9

(1)

qmcp T1 T2

1.25 1.9 10 80 30

3

118750J s 1

(2)

T1 30 20 10 C ，

T2 80 40 40 C Tm

T2 T140 10

21.64 C

T2ln4ln

T1

(3)

R

11d d 0 0 Rsi Rs0K 0 油di dm

10.0250.0025 0.025

0.21 10 3 0.176 10 3 33

1.7 100.85 10 0.0245 ln

0.02

0.00251m2 K W 1

1

398.91W m 2 K 1 R

K

(4)

A

K tm

118750395.91 21.64

13.74m2

若近似按平面壁计算，则

R

111 0 Rsi Rs0K 0 油i m

110.0025

0.21 10 3 0.176 10 3 33

1.7 100.85 1045

K 453.26A 12.11m2

ex10

(1)

d0 16 10 3m ，di 13 10 3m ，

1.5 10 3m

d0 d01

K d d 0 m ii

161.5 10 3 161

13 1000 40 14.5 90

1.231 10 3 0.0414 10 3 0.011 81.5W m 2 K 1

(2)

d0 d01

K0 d d 0 m ii

161.5 10 3 161

13 1000 40 14.5 180

146.6W m 2 K 1

(3)

d0 d01

Ki d d m0 ii

161.5 10 3 161

13 2000 40 14.5 90

0.616 10 3 0.0414 10 3 0.011 85.78W m 2 K 1

ex11解：

(1)

''

1 qmcp T1 T2 qmCp T1' T2'

''

50qmCp 25qmCp''

qmCp 2qmCp .

Tm

135 60

92.5

135ln

60

A1

(2)

1

k1 Tm

50qmCpk1 Tm

''

2 qmcp t1 t2 qmCp t1' t2'

'''

70qmCp qmCpt1' t2''t1' t2 35 ，t2 50

tm

70qmCp 1135 30

69.81 ，A2 135k2 tmk2 tmln

30

k2

又流量及物性不变，k1

2 tm70 92.56475A2

1.855 A150qmCp50 69.83490.7

1 Tm

70qmCp

L2A2

1.855 ，L2 1.855m L1A1

ex12解：(1)

1 qmdcpd T1 T2 KA tm

2.88 103 (90 50) 230 6 tm

61.76 103 230 6 tm tm 44.75 C

90 t 32

44.75 ln

32

t 29.5 C Tm

.

A1

1

k1 Tm

50qmCpk1 Tm

1 qmdcpd T1 T2 qmhcph t1 t2

61.76 103 qmh 4.2 29.5 18 qmh 1.279 103 4.6kg/h

吸收

p187

ex2解：

（1）

PA 2026Pa

7.821 10 3100 10 3

CA () 2.300mol.m 3

341000CC2.300 3 3 1

PA A H A 1.135 10mol.mPa

HPA2026

（2）

E

P1000

4.895 107Pa

3 2

HM1.135 10 1.8 10

PA 4.895 107xA

E4.895 107

（3）m 483.22 5

P1.013 10总

（4）总压提高一倍，E、H值均不变

E4.895 107

m 242 5

P2.026 101

ex9．解：

5

y 0.02329

2964y10.02329

Y

1 y11 0.02329 0.02329

第一解法：

Y1 Y2

qn,BX1 X2

qn,C又设Y2

qn,BX2 0

Y1 X1

qn,CY1 Y2Y Y又 1.6512

Y1qn,BX1

Y1

1.65X1

26.7

0.02385X1 0.00054

26.7 1.65(

)min 又

512

8mol64qn,C.X1 8

qn,C

Y1 Y2min Y1

qn,C 14814.8kmol/h 266.66m

第二解法： 设吸收率为 则，Y2进气量设为

3

1 Y1

a.kg/h

512a.5%

a. 95%qn,B

29 10 3

(

qn,Cqn,Bqn,Cqn,B

)min

Y1 Y2Y1 (1 )Y1 26.7

Y1X1

qn,Cqn,B

)min 1.65 26.7

512a.5%

() 1.65(

qn,C 29 10 3

a.95%

3

qn,C 14814.8kmol/h 266.0m

ex10．（1）Y1

0.02

Y2 Y1(1 99%) 0.0002 X2 0

当液气比为2.2时，

qn,Cqn,B

Y1 Y20.02 0.0002

2.2

X1 X2X1

X1 0.009

Y1 Y1 Y1 0.02 0.009 0.011 Y2 Y2 Y2* 0.0002

Ym

Y1 Y20.011 0.0002

0.002695 Y10.011

lnln

0.0002 Y2Y1 Y20.02 0.0002

7.35 Ym0.002695

NOG

（2）当液气比为1.25时，

0.02 99%X1 0.01584

1.25

NOG 15.17

(3) 当X2=0.00011时

X1

1

(Y1 Y2) X2

1.25

0.01584 0.00011 0.01595NOG

0.02 0.0002

19.03

0.001040

(4) 当液气比为0.8，溶质的最大回收率时溶液出口达到气液平衡，

Y1 Y20.02 Y2

0.8

Y1qn,BX1

Y2 0.004

qn,C

Y1 Y20.02 0.0016

80%Y10.02

0.03

0.03093

1 0.03

ex11.Y1

Y2 Y1(1 98%) 0.03093 0.02 0.0006

X2 0

qn,B qn,C q n,B

1.67273 1

(1 3%) 65.16mol.s

22.4 10 3303

Y1 Y2min 1.28 1.28 98% 1.2544 Y1 X2

1.28

qn,Cmin 1.2544 65.16 81.74mol.s 1qn,C 81.74 1.5 122.6mol.s 1X1

qn,Cqn,B

(Y1 Y2) X2

65.16

(0.03093 0.0006) 0.016122.6

Y

1 Y1 Y1 0.03093 1.28 0.016 0.01045 Y 2 Y2 Y2 0.0006 Y Y1 Y2

m

ln1

Y2

0.01045 0.0006

0.003465

ln

0.0006

N Y1 Y2

OG Ym

0.03093 0.0006

0.003465

8.8

Hqn,B

OG

K

65.16

0.6503

Y S60 1.0

H HOG NOG 8.8 0.6503 5.72m 12.(1)

Y1 y11 y 0.05

0.052611 0.05

Yy22

1 y 0.00263

0.00263721 0.00263 X61.2581

(1000 61.2)

0.02033X2 0

Y 2.0X Y

1 Y1 Y1 0.0526 2.0 0.02023 0.01214 Y2 Y2 Y 2 0.002637 Y Y1 Y2m

0.01214 0.002637

ln

1 Yln2

0.002637

0.0095

1.527

0.0062NY1 Y2OG Ym

0.0526 0.002637

0.0062

8.06

q0.556n,B

22.4 10 3 0.95

273

298 21.602mol.s 1

HqV21.602

OG K Y S

K 0.82

0.744Y

4

KY 57.79mol.m 3.s 1（2）

qn,CY2q

Y1 n,BX1 X2

0.0526 0.0026369

0.02023

2.4698

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