化工基础课后习题答案高教社.pdf

流体流动和输送H = ^ -1、液体高度：" 您处=题， P13 600x0 212 00= 2H m器底所受的力:F = HA p g = 2 .2 7那x 0.785x12 . 2 x12 00^ -x9 .81^ = 2 W加 S ? 学 压强:_F _ 2 \ kN-7 - 0.785xl2w2=2 6.7 化Fa指示液为C C I4 ,其读数:「等="=，四 氯 化 碳 柱2、人孔面积：5 =0.785X 0& = 0.2 83冽2压力:F = p g h A = 880x9 , 81( 4 -0.8)x0.2 83 = 73 k N 槽壁面积.A = TIDH = 3 .14 x3 x4 = 3 7.7冽 2 槽壁所受压力：4F = 880 x g x 1x 3 7.7 = 6509 13 - 7818 = 64 3 . W〃 Hip 1 0.5x800 … “ H e i 2 0x800 “H = ----=-------- = 0.4 冽 H = -----=------- = 16m3、 p 1000 4、 P 1000p 12 000H = —— = ---------=1.2 2 wp g 1000x9 .81j=%至，= 3 8x0.785x0.02 2 = 0, 012 溶 26、( 1)求空气的体积流量流通截面： 4 体积流量:%= v ^ = 10x0, 012 = 0.12 —S ( 2 )求质量流量表压：P = 2 50幽 徵 为 =2 50 x = 3 3 .3kP a p = 101.3 + 3 3 .3 = 13 4 .6^， Q U 绝压：x空气的平均分子最必=21%X32+79%X28= 2 9当时温度：7 = 2 73 + 50 = 3 2 3 Kp M * 13 4 .6x2 9 …kgp = -- - = ---------= 1.4 5—空气密度： 及7 8.3 14 x3 2 3 .. ..质量流量:北= 0汨 = 0, 12 x1.4 5 = 0.174 总Sv = c 72 g ^ = 0.62 x^ 2 x9 .81x0.5 = 1, 9 4 2 -7**、 对容器A 孔口流速： s体积流量:qv = v ^ = l .9 4 2 x 0.785 x 0.02 52 = 9 .53 xl 0-4 —S流出的总体积：r = 0.785 xl2 ( 1.5-0.5)= 0.785w3 液体降至 o .5m 处所需时间:。

幕3S9 53 x10 剩余部分为非稳定流动，所需时间：2 A 4 H 2XO.785X12 XTO3c a 加 0.62 x 0.785xO.02 52 x 72 x9 .81对于容v = c 血 质 = 0.62 x、 /2 x9 .81x1.5 = 3 .3 6-B S、 ，加3 v 0.785qv =v A = 3 .3 6x 0.785x0.02 52 = 1.65x 107事 i = — =1 一7曲=4 76$=­— x （ 7^ 5 一 优 ）=c aj 2 g2 x 0785 x I20.62X0.785X0,0252 X72X9.81x0.2 2 5= 2 62 s由于B5端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短8、以水平管中心线为基准面，在1-1, , 2 — 2 ,间列柏式，z t +立=或 +立 V = = 1800 = 7 1 —2 g p g 2 g p g V 1 - ^ 4 ~ 3 600x0.785 x0.32 - ~ S1800为 - 3 600x 0.785x0.22_ 1心一 S 药 = 也 花 = 002 x1000x9 .81 = 2 0x9 .81 尸ap在操作条件下，甲烷的密度：峥 与 16( 1013 2 5 + 2 0x9 , 81)x2 73 A kg------- =-------------------------=U .o o / - -2 2 A p0T 2 2 .4 x1013 2 5x2 9 3 屋〃喂4+彖袅呆+湍一篇皿”3。

2 .57 = 4 .4 7曲,水柱压差计读数:为_ 友Q i g _ 4 0.4 7x0.667p g 1000= 2 7活加月2竽= 1 2 9 7筮=口哼 A = i 000 » p = 1 . 1 82 g K ( Q「 ⑼ 2 x9 .81x0, 4 x1000vo = C o J----------- = 0.61J-----------------= 4 9 .75—V P V 1.18 sqK = 4 )v0/ 7= 0.785x0.022 x4 9 .75xl .18= 0, 0184 ^ = 66.2 4 ^S h也=c0 产 g * g - Q )i o、 对孔板流量计： N P 流量与流速度关系* =" 4 , 即“ 必 反 ， * & 巡”= 栏=1.012( 1)当读数为80mmH g时，* 8 0 ,即误差= 1.2 %”= 庐=1.04 9( 2 )读数为2 0mmH g时， 右 " 2 0 ,即误差= 4 .9 %\ 2 g R\ p '-p }£ _ W Q _ 区心 「绮0 -初 NRL 01 A )v P ( 3 )指示液为四氯化碳时， . ..流量的相对误差与以上相同。

v0=C0J2gA(A-P )= 0.62 .11,2 x9 .81x0.5( 13 600-865)86553qv =v/ = 7.4 5x0.785x0.0165体积流量：yy>0.00159 —S 质量流量:q * =看 =0.00159 x865= 1.3 75kgS导管中苯的流速:V = v0（ 4 ）2 = 7.4 5X （ 等） 2 = 1.863 =a33 S12、忽略阻力,/ + 电+包= 4+二+立2 g Pg 2g pgHl = 0 = 4 5 活 Pi = 150 左Pa p2 = l OOA r PaV2j -vi =（ 4％ =糕） 、=2 2 5V lA2 a2 2 00将数据代入，得V1呜qy =匕4 = 1.7 x 0.785 x 0.3 2 = 4 3 3 江体积流量： fi13、% = H A , = 0 He = ,2 L以=二+立+%2 g，二 Pg Pgy2 _ 2 （以 一 为 ）P P = hpg2 x9 .81x0.02 5x10001.2= 4 0吗 广V22 0 . 2 登S空气流量:2 0 . 2 x 0 . 7 85x 0 . 22 = 0 , 6 35 —S质量流量:= /Q= 0 . 6 35x 1 . 2噂立+ 2 -及 一 舄%您 2 g 廖Pg 2 g ,您S,己 =2 ，舄 + p g LR = R, AP = p g LR = R _ P )v2 =1 4. 3— qy = v2^ = 1 4, 3 x 0 . 7 85 x 0 . 22 = 0 . 45 —解得， S ,体积流量： S14、当量直径.d < ?=冷 一d = 0 . 0 5 —0 . 0 2 5 = 0 . 0 2 5也v = " = - - - - - - - - - - - - --5- - - - - - - X - = 0 . 85-〃 =2聂=0 , 0 0 2产0 s 流速 p A . 1 2 0 0 x 36 0 0 x 0 , 7 85(0 . 0 52 - 0 , 0 2 52) SR e =0 . 0 2 5X 0 85x 1 2 0 0 = r28 xlQ40 0 0 2 湍流15、R e =0 . 0 2 1 x 1 , 5x 1 0 0 0 - u c c- - - - - - - - - - - - - - - =31JUU0 . 0 0 1£ - =£ = 1 2 1 = 0 , 0 0 0 5相对粗糙度： d 2 1 ,查图得4 = 0 . 0 2 5d 2 g= 0 . 0 2 51 0 1 . 520 . 0 2 1 2 x 9. 81= 1 .365m4= 々态=1 . 36 5x 1 0 0 0 x 9. 81 = 1 3. 4此a16,v = i r = 0 90 2 = 2 2色V~ ~ A ~ 0 . 7 85x 0 . 0 342 ~ ~ S「0 . 0 34x 2 , 2 x 1 840R e = - - - - - - - - - - - - - - -0 . 0 2 5= 550 0 e = -= —= 0 . 0 0 1 5, d 34 ，查图得 4 = 0 . 0 39H1=O, H2=10, vl=O, v2=2.2, P2=0P g 2 g 二，d 2 g40 2 22Pi = 1 840 x [ 1 0 +（ 1 + 0 , 0 0 39—— ） — - - ] = 385kP a0 . 0 34 2 x 9. 8117、T =。

用试差法求流量，• •)=f(Re),Re=f(v),难以直接求解由Re〜入图可见，对 £=0.001的无缝钢管而言，Re在 2x104〜1x107之间，入值在0.02〜0.028之间,设入=0.025, Hl=5, H2=0, Pl=P2=0 （ 表压），vl=0%= 二+凡,= （ 1 +为人） 也2 g f d 2 g2 g Hi 2 x 9. 81 x 5 y可FFR e =0 . 0 2 8x 1 . 47 x 880 公 …- - - - - - - - - -——=557 2 40.65x10" ,查图得入=0.0235,苯的体积流量：qv=1.47x0.785x0.0282=0.91L/S（ 若设入=0.024, qv=0.92L/S）Hx + = [ 1 + 0 , 0 2 35^ - 1 1 4 7 2 =4. 7 3^校核： I 刃2 g I 0 . 0 2 8^ 2 x 9. 81 基本相符1 0y = y18、强烈湍流时，人可看作常数 36 0 0 x 0 . 7 85^空=°吟-T—x *屋刍= 刍 + N / / £ = — = 1 0P g P g , P g10=1.2764xl0-6/d5d5=1.2764xl0-7,，d=42mm6 4 21 ¥不H c二Re2 寸~界d 2,g=2J 工 - _ 119、 ⑴、 氏1 d 2g1-2=Al火1-2月=丝Al=l2 g_E2 gX22-d7-dX=2-1//HF、x—z3倍3川4=223fvi2 gT-2 gX/-d7-dX4一N一一2 1/IH瓦120X女 = 鸳 = 也 =4、2 ° 2 5 = 3. 36⑵、H n Avi &"拄 _ _ 4% _ 4匕 一- -- c — — — — — r 入 ——H , 1 4匕 4 % 2 ， i4V l1 =2，增加1倍21、⑴ 、PM = P M , 6=咨 =36_ vx也 = 3 = 3 , 勺=丁广3a2 i QM2 _ 4 AV1d 2_ V2 Pl& 1匕臼x 0.2J信「1AV1勺 （ 匕丫 _ 嗟3匕 ］2=3A 1 AAPj =(2 ) p Vx =nRI \ p V2=nRT2 % ~37 3匕= 工匕=1 . 37匕1 2 7 3 1 12 7 3— P \------ 0.732/91 gio37 3 , " i = 1 7 2 ⑷ ，的 = 2 1 8的A?2 ,^2 P iv20.25勺P\2 52 2、V- 36 0 0 x 0 . 7 85x 0 , 0 7 52= 1 . 57 — R e =S ,0 . 0 7 5x 1 . 57 x 1 2 0 0 ……- - - - - - - - - - - - - - - - = / Uo j I J0 . 0 0 2匕 Q l〃24 Q F；1匕/ "i .e 0 4£ •=- = — = 0 . 0 0 53查图，入=0 . 0 34, d 7 5Hf = 0 . 0 341 2 0 1 . 5720 . 0 7 5 2 x 9. 81(1 + 0 , 2 5)= 7 . 8wV Pl =P2 =0 , HI=O,动压头可忽略He = HA + H , - 2 5+ 7 . 8 = 32 , 8M 号站㈠去2 J 有效功率:Ne = Gg He = 25 x1200 x 9. 81 x 32 . 8=2 . 6 8Uf 7 改 =£^1 = 447左甲36 0 0 轴功率： 0 . 6720023、pA 900x3600x0.785x0,062c 0.062x0.74x900Re = -----------------------0.02564= 1652 ^ = —— = 0.0391652H1=O, vl=O, H2=15. v2=0.74, Pl=P2=0 (表压)用 = % +^~ +%=15 + (l + 0.039x400.0620 742+ 15)x =16.15 .2x9.81 理论功率:Pe = Hepgqv = 16.15x900x9.81x72003600x900= 317 印轴功率:317——= O.SkW0.4324、3600 x 0.785 x0,0532= ° 鸣o in0.02 — v? = 0.03-^— x 0.3820.3 0.063主管中水的流量:V 1 = 25?冽3(7V 1 = 2,5x0.785x0.32 = 0,177—S支管中流量:3600谒0.0008—S325、支路管道26、40mm 水柱=O.4kPa（ 表压） ，绝对压：101.3+0.4=10L4kPa 50℃空气密度:2幽 』” 二52.3?丫11S空气在导管中流速:v = v0= 52.3

实际并联两台的输出水量总小于20m3/h 两台串联的水泵扬程最多为12.5m,但是在流量为10m3/h时，实际串联两台的扬程总小于12.5m4 2 44. 2 4 左 Fa = x l 0 . 33 = 0 A 3 m H2 O28、30℃时水的蒸汽压： 1 0 1 . 3 当地大气压：9090 kP a = — — x 1 0 .33 = 9 A 3 m H2O1 0 1 3 允许安装高度：H g = 6 . 5 - ( 1 0 . 3 3 - 9 . 1 8 ) - 3 - 0 . 4 3 = 1 .92 m现安装在水源上3m处，不能正常运转29、 允许安装高度=允许吸上高度一当地大气压低了标准大气压折算的压头一水蒸气压高于20匕水蒸气压折算的压头一阻力一动压头50℃水蒸气压：12.23kPa, 20℃为2.33kPa蒸汽压之差= 12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O大气压之差=101.3—100=1.3kPa=0.13mH20(1)、当流量为20m3/h时v =_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , = 2.52-:3 6 0 0 x 0 . 7 8 5 x 0 , 0 5 32 S , 2 g2 . 5 222 x 9 . 8 1= 0.32叫 O允许安装高度：Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m(2)、流量为 30m3/hV =_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ = 3 7 8 - -= 3782 = 0 . 7 3W/ £2 O3 6 0 0 x 0 . 7 8 5 x 0 , 0 5 32 S , 2 g 2 x 9 . 8 1允许安装高度：Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m30、流动型态由Re决定，要使流动型态相似，则两种情况下Re应相等。

设1为设备条件，2为模型条件心匕臼=4 V 2勺 == . ^9 0 0 „±x 0 8 = 0 . 7 2 -凸 % %2 为 0 . 1 x 1 0 0 0 1 0 S= 1 . 1 6 5 + 0 . 5 ( 1 . 2 0 5 - 1 . 1 6 5 ) = 1 . 1 8 5 ^ |(2) 、m ,3 2 2 x 8 . 3 1 4 ( 2 7 3 + 2 5 ) 3/ =四=_ _ _ _ _ _ _ - = 0 . 3 8 丝1 0 1 . 3 x 1 0 0 0传 热1、a、散热速率:① N 700 - 60 …W__= ______= _____________= 96()___A Y 0.24 0.24 m2， 2交界面温度：. = 700 遛 = 44403{ 0.24① M 700-60 八 卬__—______= ____________________ = 5 b()4 - (X24 + + 024 - m22 = a (/_ f) / ' = ， + 皿2 = 700 +型 = 732C2、根据，A ' 炉气温度： 为 30/ = 〃-吗= 6 0 -出" C外界温度： % 20n J. 0.24 …R .= '= ----- = 0.241 J 1 nR, = — = " = 6.667多3、各层砖的热阻： (2 4 015R" =40.240.9 一0.2673〃 -4一- - - - - 1- - - - -4 4&700-150150-6040.24 + 6.667^,'0.2670.24 + 6.667^2 =550—= 1.632 ?,= 0 2 b n4、设交界面温度为t0 ) = A( Z - 3 0 ) = - ( 8 0 - 3 0 ) t = 4 *X5 0 + 3 0 =变x 5 0 + 3 0 = 2 3 0 C正\ 2 •2 5 05、求散热速率2 必f _ 2 x 3 . 1 4 x ( 1 2 0 - 3 0 ) _ 竹 卬v ，1 . , = 1 , 0 . 0 4 8 1 . 0 . 0 8 8 1 . 0 . 1 2 8 = 7〉—— In——In— — + - - In— - + - - In —一 乙 dn 4 5 0 . 0 4 2 0 . 1 5 0 . 0 4 8 0 . 0 5 0 . 0 8 8求界面温度，设管外壁温度仍=30'C不变。

t2 =£ 1 In区= 1 2 0 -州x 2 . 9 7 x 1 0 - 3 s 1 20 ℃27d 2 d} 2TC2jd 4 4% 二 LI d 4 0— In」 ) = 1 2 0 ——( 2 . 9 7 x 1 0 - 3A, d» 2万+ 4 , 0 4 ) = 8 8 . 5 ℃求散热速率， （ 只包石棉40m m ,管外壁温度仍=30'C不变 一 〃)y-i n ^乙 4 , d02 x 3 . 1 4 x ( 1 2 0 - 3 0 )J l n( H) 4 8+ 1 l n( U 2 84 5 0 . 0 4 2 0 . 1 5 0 . 0 4 8W8 6 . 4 —求散热速率， （ 只包软木40mm,m管外壁温度仍=30℃不变） ①5 6 5 . 52 . 9 7 x 1 0 3「0 1 2 80 . 0 5 0 . 0 4 8W2 8 . 8 —+mWa = 1 0 0 0 0 - ^6、设饱和蒸汽的m2.K304kPa饱和蒸汽温度= 134'C22 4 + 2 1 …丁 一 五 < 2 r“ ,= --- = 22.5mm■： 1 ，二 2 不保温时：① — 2万［ -，2 ) _ 2 x 3 . 1 4 x ( 1 3 4 - 2 0 ) _ W7 = -1 8 ~ = 1 0 . 0 0 3 1 = m---- 1 ---- 1 ---- -------------- 1 -----------1 ---------Zrm a 2 r 2 1 0 0 0 0 x 0 . 0 2 1 4 5 x 0 . 0 2 2 5 1 5 x 0 . 0 2 4① _ 2 )。

- G )7 = -i & ~ s2 r-------H ~ \ + ---------a\r\ 4 % -----丸2，,"2-----2,2=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 x 3 . 1 4 x ( 1 3 4 - 2 0 ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _= V V1 0 . 0 0 3 0 . 0 3 1 - , ~ m保温时：1 0 0 0 0 x 0 . 0 2 1 + 4 5 x 0 . 0 2 2 5 + 0 . 1 5 x 0 . 0 3 7 + 1 5 x 0 . 0 2 4①7、⑴ 、2 7d kt1 1 r2- in —A . r ., 9 0In—= 1 5 7, 6 0 ,In3 0•①' =0 . 6 3 ①(2)2 7dkti . r2 rIn — +- - - -2 4 a , r2- 史 +」-① _ % 八 a 2 r 2 _ 0 . 1 5 3 0 1 0 x 0 . 0 9 如O, - 1 , r ； 1 - 1 , 6 0 1 ,-In 4 - - - - - In FA r} 0 . 1 5 3 0 1 0 x 0 . 0 6 . ①' = 0 . 7 4 6 ①8、(1)、设绝热层外表面温度为t2 M ( 3 0 0 - f ) _ 2 7d(t - 2 0 )1 , 0 0 4 5 = F~- In —0 . 1 5 0 . 0 2 5 1 2 x 0 . 0 4 5 ,解得 t = ii( r c⑵、2 6 ( 3 0 0 —0 _ 2 M ( " 2 0 )1 , 0 . 0 4 5 1 , 0 . 0 4 5 + 8 = F~- - - - In- - - - - - - 1- - - - - In- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -0 . 1 5 0 . 0 2 5 0 . 1 0 0 . 0 4 5 1 2 x ( 0 . 0 4 5 + 3 )用试探法求得3=0.02m=20nnm△t( 3 0 0 - 2 5 ) - ( 2 0 0 - 1 7 5 )in 300 - 2 5=1 0 4 ℃2 0 0 - 1 7 59, ( 1 )、并流( 2 )、逆流△t,“ =( 2 0 0 - 2 5 ) - ( 3 0 0 - 1 7 5 )E 20Gz213 0 0 - 1 7 5=1 4 9 ℃1 0 ,用狄丢斯公式计算Re=0 . 0 2 2 x 1 . 2 x 8 5 00 . 0 0 2= 1 1 2 2 0r 2 . 5 x 1 0 0 0 x 0 . 0 0 2 …P r =- - - - - - - - - - - - - - - - - = 4 1 . 7°1 2 ,符合应用范围( R e > 1 0 0 0 0 , 0 . 7 < P r < 1 2 0 ) 1•流体被加热a = 0 . 0 2 3 -Re0 8 P r0 4 = 0.023x 1 1 2 2 0 °8 x 4 1 . 70 4 = 9 6 9 . 2 - ^ -d 0 . 0 2 2 m2.Kg /3 ,的1 1 ,9 . 8 1X1 . 23 X8 0 02 X1X1 0 3( 1 5 0 - 1 2 0 )( 1 . 5X1 ( ) - 3 ) 2= 14.5x10'0Pr = T2 . 2 x lQ3x l. 5 x lQ -30 . 1 5= 2 2P r x Gr = 2 2 x 1 4 . 5 x lO1 0 = 3 1 9 x 1 0 ' ° > 2 x l07,为湍流X - Wa = 0 . 1 3 5 —( Gr P r T = 3 7 2 . 6 ^ -d m2 K釜壁温度认为=蒸汽温度，主要是因为新器壁的导热系数很大，即钢的导热系数大。

2 0 + 8 01 2、定性温度：25 0 ℃,定性尺寸= 0 . 0 2 m该温度下的物性参数:夕 = 9 8 8 . 1 空 〃 = 0 . 5 4 9 x l0 - 3 4m3 m.S P r = 3 . 5 4Cp = 4 . 1 7 5kg.KI w c 0 . 0 2 x 0 . 4 x 9 8 8 . 12 = 0 . 6 4 8 - - - - R e =- - - - - - - - - - - -； — = 1 4 4 0 0 > 4 0 0 0九K , 0 . 5 4 9 xl O -3 ，为湍流a = 0.023 0 - 6 4 814400°83,54°4 = 26220.02m2.K13, vPrxG r = 109 > 2 x l07,属于自然对流中的湍流传热A 1 「 gl3 P2 P xa = 0.135 —(GrPr)3 Gr =--------； —d ，其中 〃小管下标为1 ,大管为2 ,则Gr2 _ gl； p1 旭 I £G， i g/初2外 〃 刈2Pr2 _ _ ]Pf]因为温度和物系相同，入 、d、C、口 、p、仇 母 均 不变，因小管传热时PrxGr > 2 x 1 0 ,则大管Prx Gr » 2xl07«i { Gr】P rJ•.・①= aAAf,对单位面积而言， ① ।区 ="=10%...①2=10①I ,即单位而枳的热损失不同，比值为10。

14,①=2就加1 一 + V~72 r— In = + 一a ji A r( a2 r21初始时，令分母=P1P\2000x0.011 50+ L n - +0.011 15000x0.0125= 0.05335积垢后，令分母=P2—1— + —In — + — In — + ―? —aj l l % 「22 4 41 2 4 2+九 幽 + L n分12000x0.010 1 0.010 50 0.011H ---------------------15000x0.0125= 0.15321色= 正=0 - 0 5 3 3 5 = 3 4 . 8 %① ।0 . 1 5 3 2P i传热量为原来的34.8%15、O = KA \ tm 4 = ^/ x〃 = 3 . 1 4 x0 . 0 2 2 5 x4 x3 8 = 1 0 . 7 4加 2A5 0 + 4 0 7 1m=~ ^ — = 4 5 CM / ? x 3 8< D = q“ ,C A t = v A .p x 3 8 x C \ t = 0 . 5 x 0 . 7 8 5 x 0 . 0 22 x3 8 xl 2 0 0 x 3 0 0 0 ( 9 0 - 6 0 )6 4 4 3 2 8 -S< DK =•—6 4 4 3 2 8A \ t ,n 1 0 . 7 4 x4 5= 1 3 3 3 — —m2 K①6 4 4 3 2 8冷流体的质量流量:C \ t ~ 3 0 0 0 ( 4 0 - 2 0 )= ' ° 嗯16、< I > = KA \ t = K'A '^t '«m 600x2x <121-t) =10x5 ( t - 2 0 ) 解得t=117'C△%17、并流:( 3 5 0 - 1 0 0 ) - ( 2 2 0 - 1 8 0 ) _] 1 4,3 5 0 - 1 0 0 = 'I n - - - - - - - -2 2 0 - 1 8 0逆流:△%( 3 5 0 - 1 8 0 ) - ( 2 2 0 - 1 0 0 )in350-1 8 02 2 0 - 1 0 0= 1 4 3 . 6 ℃①—K A]A& ] = KA2\ tm2a _ ”1218、（1）、稳定传热① । =①2 ,冷热流体qm、p, C 相等。

R = "(120 - 7 2 ) =①2 = " G - 20). t 2 = i4 0 - T2 ,①= KA kt m“ « , «2 5 0 02 WK =------------ = ----------= ZJU— ； —ax + a2 1 0 0 0 m~ K①=2 5 0 x 2 0 x 20) ；(120r)=% , 左 加 =0 . 0 0 1 xl O O O x 4 0 0 0 ( 1 2 0 -T2)T 5 0 0 0 T, - 2 0 + 1 2 0 - /2 , . . 72 +1 0 0 - ( 1 4 0 - T, )2 4 0 0 0 2 22 4 0 -2 T2 = 1 . 2 5 ( 2 T2 - 4 0 ) = 2 . 5 T2 - 5 0. , •热流体出口温度：T2 = 6 4 . 4 C 冷流体出口温度：t 2 = 1 4 0 1 2 = 1 4 0 - 6 4 . 4 = 7 5 . 6匕心叱= 2 -7 408 0 8 J x ,7 "( 2 )、冷、热流体的流量都增大1倍•. •aocv, a v -小 ( 1 . 7 4 x5 0 0 ) 2 7 5 6 9 0 0 … W' -( 1 . 7 4 x5 0 0 ) x2 - 1 7 4 0 - m2 Kq；“ p C «「T； ) = 0 . 0 0 2 xl O O O x4 0 0 0 ( 1 2 0一 ) ) =4 3 5 x 2 0； 砥8 0 0 0 ( 1 2 0 - T； ) = 8 7 0 0 ( ， ；20) ；(1 2 0《 )由第一问知，《 =1 4 0 -匕解得T； = 6 7 9 c= 1 4 0 - T； = 7 2 TCa ' ⑵ ) ° 8 . os “ 1 . 7 4 x5 0 0 x5 0 0 4 3 5 0 0 0 W1 9、a v0-8 1 . 7 4 x5 0 0 + 5 0 0 1 3 7 0 ' m2 Kqm PC （ Tt - T； ） = q； p C 乜 - 2 0 ）q 'm = 2 qm, _ 1 6 0 - T；1 2 0 - T； = 2 t '2 - 5 0 . G = - 2 -q 'mp C （ t'2 - 2 0 ） = 0 . 0 0 2 xl O O O x 4 0 0 0 （ r ； - 2 0 ） = 8 0 0 0 （ r ； -2 0 ）8 0 0 0 （ 4-2 0 ） = KA \ tm = 3 1 7 . 5 x2 0 x（ 1 2 0 -切-⑥-2 0 ）T； _ 2 0, 1 6 0 - 7 7将2 2代入，设77 = 4 9 . 2 ℃,整理3 5 43 5 . 4 = 0 . 7 9 3 7 5 x - 二 , = 3 5 . 4, 6 4 . 6I n2 9 . 2方程两边相等，说明假设正确，. •. 热流体出口温度= 4 9 . 2 ℃。

2 0、2 1、 卜标1表示热，2表示冷11G . = 0 5以C （ 4 2 0 —3 7 0 ） = “2 ⑶ 0 — 2 8 5 ） . qm 2C2 ,增长后：/£ （ 4 2 0 —3 7 0 ） = %2 c2《—2 8 5 ）（ 4 2 0 - 3 5 0 ） + 2 8 5 = t '2 c 2. 《 =3 2 （ ） K原来的传热温差:△%（ 4 2 0 - 3 1 0 ） +（ 3 7 0 - 2 8 5 ） _-------------------------------------------= V / .3 A2管长增长后：八 %( 4 2 0 - 3 2 0 ) + ( 3 5 0 - 2 8 5 ) -— — O^.D A.2下标1为原来，2为增长后①2 _ q 〃 a ， 2 _ 3 2 0 - 2 8 5 _ ①2 _ K A2\ tml _ A2— — — 1 — — 1 .4① । qmC ^\ 3 1 0 - 2 8 593%,出A9 7 51.4x -= 1 . 6 5 58 2 . 52• • A = 2 ml 41 . 6 5 5,故增长6 5 . 5 %( 2 )、并流时心 G ( 4 2 0 - 3 7 0 ) = 4 , — 2 ( 3 1 0 - 2 8 5 )^^ = 0 . 51 2 c 2增 长后: 以 £(4 2 ° - 3 5 0 ) = /“ 2 °2。

2 一2 8 5 ) , . . . t 2 = 3 2 0 K原来:=( 4 2 0 - 2 8 5 ) - ( 3 7 0 - 3 1 0 )=一 ,4 2 0 - 2 8 5 -I n3 7 0 - 3 1 0X _ ( 4 2 0 285)( 3 5 0 - 3 2 0 )增长后:in420-2853 5 0 - 3 2 0=6 9 . 8 K­ =1 . 4 x49 2 . 56 9 . 81 . 8 5 5/ . 并流时换热器管长应增加8 5 . 5 %2 2、① = KA \ tm =① x r = = 1 0 0 0 x 2 5 0 0 ( 6 0 - 2 0 ) = 1 0 0 0 0 0 0 0 0 7K= 4 %ax +%Wm2 Ki 侧恒温,8 5 7 . 7 K, oOI n —4 0< D = K A\tm = Krdl\tmQ1 0 0 0 0 0 0 0 01=— ^ -K 血kt” ,1 8 0 07 4 1 x3 . 1 4 x0 . 0 4 8 x5 7 . 78 . 6机Q _ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 _D = ~\H= 2 2 5 8 . 3 =密, 女& , ( △" - -1 0 ( ) ℃饱和蒸汽的汽化热). •. 把10吨20℃的盐水加热到60℃,需饱和蒸汽44.3kg23、求换热面积：= nTtdl = 1 3 x 3 . 1 4 x 0 . 0 2 2 x 2 = 1 . 8 m ~热量衡算：油释出热量=水吸收热量q 0 T = t黑 x 2200(90F = ^ x 4200(”1 5 )= 1 1 5 - 1 , 6 7 /2M,( 9 0 — / 2 ) ( 7 2 - 1 5 ) 1 0 5 " ， 27 ； - 1 511 190rr2- i5（ 未完）24、K A A t - q Q4。

，5幽出普32 /--叫qmC^t = vApC{t2 - f।) = 0.5 x 0.12x 800x 2000(/2 - 20) = 9600r2 - 19200018000()-l()0()/2 = 9600r2 -192000解得 t 2 = 3 5 . r c2”5 、'冷人，凝诲放品热珏 <量，：上Q = DAH = 500 X 880000 = 440000V■ 小< 川〃/入现， 八 、 H,• Q' = q,.CpXt = 500X 2800(78.5 - 30) = 67900Vq36005079003600= 141100J/S冷却水用量：① = /"CP&①= 1 4 " °1.68起Cp'(35-15) 4200x20 S冷却段传热面积A2 ：679003600①2= 18.9 —S1 5 ℃的水吸收q 2的热量温度变为t 2X =O 18900qmCp' ~ 4200x1.68= 2.68℃t 2 = t l + 2 . 6 8 = 1 5 + 2 . 6 8 = 1 7 . 6 8 ' CAt l = T2 - t 2 = 7 8 . 5 - 1 7 . 6 8 = 6 0 . 8 2 * CAt 2 = T3 - t l = 3 0 - 1 5 = 1 5 * CAz60.82-1545.821.4= 32.7℃a.a, 700x1000 … 0 W— '-L- = ---------------= 4 1 1 .8 -^-% + % 700 + 1000 m2K18900- K \tm 411.8x32.7冷凝段传热面积Al:・ 440000 … c , …R = ----------= \22.2kJ/S1 360017.68℃的水吸收q l的热量温度变为t3=35"C(78.5-17.68)-(78.5-35) 17.32in7 8-5-1 7-6 878.5-350.33551.7℃K = ­~= 3500x1。

7 7 7 .8 2at + a2 3500 + 1000 m-KAiR122200K \tm 777.8x51.73.04"/. 24 + 20 _ . 八 cccd =----------= 22 = 0.022mm 2A=A1+A2=4.44m2An =----71dl4.440.022 x 2 x 万=32.12根吸收1 、3 0 ℃水的饱和蒸气压= 4 . 2 4 kP a, （ p2 6 8 , 表 五 （ 一））4 24x = —— = 0.042求湿空气中水蒸气的体积分数； 10L30.042x18求水蒸气的质量分数:0.042x18 + 0.958x290.0265P =求湿空气的密度：0 . 0 4 2 x1 8 + 0 . 9 5 8 x2 9 2 7 3- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -x - - - - - -2 2 . 42 7 3 + 3 01 . 1 5 驾tn2 、亨利定律为° =Ex2 8 6 0 0 u ex ― —— — — = 0. 05 1 5 %1 0001 8E = JX1 01 . 35 . 1 5 xl ()T= 1 97 M P a相平衡常数;/_ £ = 1 9 7 000 =1945p 1 01 . 3* * * X =2=10L3 x 0.43 = 0 02 3 2 %3 、根据， 0 = E x, p = P y E 1 8 8 000(m o l %)0. 02 3 2 % x 4 4 C -x —- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = 0. 05 7 %质量分数： 0. 02 3 2 % x 4 4 + 9 9 . 9 7 6 8 x 1 84 、X- J LE0. 03 x2 02 . 6- - - - - - - - - - -=2 . 2 8 %2 6 7( mol% )质量分数：2 . 2 8 x1 7x -= 2 . 2 %2 . 2 8 x1 7 + 9 7 . 7 2 x1 85 、进入水的最高含氧量水的最高含氧量是空气中氧（ 2 1 % ）相平衡的含氧量。

P * 0. 2 1 x1 01 3 00 __ , . . _6x = - =- - - - - - - - - - - = 5 . 2 4 x1 0E 4 . 06 xl O9S W I M = 5.24x 2x 321 89 . 3 2 x 1 0- 6 kg °j = 9 3 2 金kg H.O m3脱氧后的最低含氧量：脱氧后水的最低含氧量是与吹扫地氮气中含氧相平衡的含氧量x- P- _E0. 02 x1 01 3 004 . 06 x1 09y 0. 1 2= 0. 4 9 9 x1 0- 60. 4 9 9 x1 0 6 x 3 21 8=0. 8 8 7 与m6 、l -y 1 - 0. 1 20. 1 3 6 Y, = °-01 = 0, 01 012 1 - 0. 01被吸收到氨量：1 000(1 - 0. 1 2 ) (0. 1 3 6 - 0. 01 01 )= 1 1 0, 8 m31 1 0. 8 2 7 3 .- - - - - x - - - - x 1 7 = 7 7 . 03 依2 2 . 4 2 9 8出 口气体体积: ¥ = 1 000- 1 1 0. 8 = 8 8 9 . 2 m37 、E = JX■ 奥 =550 kP a0. 03对于稀溶液，Ey = ­ x = mx「p 1 1 000 1卜 — _- _ _ _ _ _ _ _ — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _~ M . H ~ 1 8 5 5 00001.0 1x 10 -4*m~ .P aEm = —P5 5 0000 4m = -------= 5 . 4 31 01 3 00机 =二 =%” = 5 4 38 、 P 1 01 3 00x - ym0. 0085 . 4 3= 1 4 7 03％ 4 4 x1 4 7 0 = 3 . 5 9 /1 8, （ 环氧乙烷分子量= 4 4 ）1 2 、稳态下通过气膜的扩散系数（ 分子扩散的斯蒂芬定律）& = 2 £(P i )%A R T 6 P B m\ s PF2 0℃ 水的蒸汽压= 2 3 3 0P a2 = 1PB ，因为气膜中水蒸气分 压小N70. 2 5 7 xl O -48 . 3 1 4 x2 9 3 x0. 005mol(2 3 3 0- 0) = 0 . 0 0 4 9 2 ^ -m \S单位面积（ l m 2 ）盘中的水量:molm = l x 0. 005x p = 5kg = 0. 2 7 7 8 k 加。

/ = 2 7 7 . 8 ^ -m~m _ 2 7 7 . 8万 一 0. 004 9 2=5 6 4 6 05= 1 6 /7全部蒸干所需时间： A— = --------8 2 5 7x10」—— 2 3 3 0(1 - 0. 6 ) = 0. 04 9 2 雪~1 3 、p 2 = 2 3 3 0X6 0% A 8 . 3 1 4 x2 9 3 x0. 2 x1 0 〃L . S单位面积(l m 2 )盘中的水量：mnl机=1 X 0. 005 xp = 5kg = 0 2 778kmol = 2 7 7 . 8 ^ -m~m _ 2 7 7 . 8~ N ~ 0. 04 9 2=5 6 4 6 5= 1 . 6 〃全部蒸干所需时间： A1 4 、3 0℃时的扩散系数(根据富勒公式)：% 空当、1 . 06% < 2 7 3 + 2 0； 3 0℃ 水的蒸汽压= 4 2 4 0P aN _ D p A— =- - - - - - - - A/2根据斯蒂芬定律：A R T 3 PB , ”8即. °—N' ——D.- -o -\-p- -' =- -1-.-0-6-x-4-.- -2-4-x-(-1---0- -.-5-)=1 9 3.N D2 0 A p 2 . 3 3 (1 - 0. 5 )N cc-理 - = 1 5 . 5 力t , 1 . 9 3 1 . 9 31 5 、将平衡数据换算成比摩尔分率P 0. 6 7 L y _ yy = — =- - - - - = 6 . 6 1 x1 0 丫 一 ; - - - -以第一组为例 P 1 01 . 3 , 1 - >然后作出Y—X 图。

1 6 、将溶解度换算成C—P 关系：0. 006 6 11 - 0. 006 6 1=0. 006 6 5以第三组数据为例,kmol NH 台 _ 1 /1 7痴 溶 液 _ ― (1 + 1 00)/1 000= 0 .58kmol / in3换算成X—Yd 的关系，仍以第三组为例,y = p / P = 0. 8 /1 01 . 3 = 0. 007 9Y= y = ° , °07 9 = 0. 007 9 61 —y 1 - 0. 007 9x = moINHi = 1 /1 7 =0 0 1( ) 6mol H.O 1 00/1 8Y* x> / 004 2 a 31 1 - %1 \ - xA 1 - 0. 04 2对于完全吸收，Y2= 0 , 吸收剂中不含溶质，X2= 0Y . =_ 2 J ^ _ = O.17651 1 - 0. 1 5V =惰气流量：12 2 . 4(1 —0. 1 5 ) = 0. 03 8 加 〃SLm_ (乂 一 % ) = % = 0. 03 8 x0. 1 7 6 51 8 >X ； - X2 X ：k 黑r ° 0 9 90. 04 4=0. 152 kmol / S = 0. 1 5 2 x 2 2 0 = 3 3 . 5 a / SY2= Y! (1 - O . 9 9 )= 0. 0009 9 , 由题知,清水吸收，X2= 0L /V = 1 . 2 (L /V )„, = 1 . 2 x2 9 . 08 30. 09 9 - 0. 0009 9 = 2910 830. 09 *——=0. 003 3 7 « X *2 6 . 70. 003 3 7吸收S O z量:I kg / S ^~ ^kmol / S *= y —八) = ^ (0. 09 9 — 0. 0009 9 )6 4V16 4 x0. 09 8 10. 1 5 9L = 3 4 . 9 x 0. 1 5 9 = 5.55kmol / S = 99.5kg / S1吸收所得溶液浓度：1 + 99.5H 3 7 00 g -y = — x = -----x = 3 6 . 5 3 x1 9 、 P 1 01 . 31%4ny = — — = 0. 03 9 5p = P y . , 1 01 . 3x =2=见 强 ■ = 0. 001 08m 3 6 . 5 3八上二0. 03 9 5 = 0 04 ”l -y 1 - 0. 03 9 5Xx0. 001 081 - x 1 - 0. 001 082 0、吸收所得溶液浓度:(0. 03 — 0. 005 )+ 2 x0. 0022 + 0. 02 51 . 4 3 %求平均推动力： 2 2 . 4 2 9 30. 0003 7 51 7 7 3— x —= 0. 04 1 6 ^ 0 /—=0. 0003 7 5 6 。

/8 0>1 = 7- 0. 04 1 6 + 0. 0003 7 50. 008 9 Xyl - y 1 - 0. 008 90.0089 = 0. o o 8 9 80. 005 /8 0 = o o o ] 52 0. 04 1 6 + 0. 005 /8 0y^- = 0. 001 5l - y 1 - 0. 001 5X , =2 期=o 0021 - 0. 002将题给平衡关系数据变成（ X, Y）作图0. 005 /8 0y 2 = ~以第二组数据为例：‘0. 04 1 6 + 0. 005 /8 00. 001 5y0. 001 5\ - y 1 - 0. 001 50. 001 5 % = ° 5 /8 0, 01 2 62 9 9 . 5 /2 00作图近似为直线Y = "zX ,以第三组数据求mY 0 .0 0 3 八口m = - - =------= 0. 1 2X 0. 02 5* x * =8 =0.00898 = 0 07 5 = 0-0 0 15 = 0. 01 2 5X =兀X [ 1 m 0. 1 2 , 2 0. 1 2v f (0. 03 - 0. 005 )+ 2 x 0. 002 ] / 8 0A [ = ----------------- ----C C-C- - - - - - - - - - = (). ()3 6 31 2 x0. 9 9 82 00Y * = m Xt = 0. 1 2 x0. 03 6 3 = 0. 004 3 6打 * = mX 2 = 0. 1 2 x 0. 002 = 0. 0002 4_ (7 , - Y *) -(/ ,- Y *) _(0. 008 9 8 -0. 004 3 6 )- (0. 001 5 - 0. 0002 4 )m = y, - y* = , 0. 008 9 8 - 0. 004 3 6I n ———- I n - - - - - - - - - - - - - - - -y _ V： 0. 001 5 - 0. 0002 4_ 0, 004 6 2 - 0. 001 2 6, 0. 004 6 2I n0. 001 2 6=0. 002 5 9AY 一(X； -X ) -( X ； -X? )(0. 07 5 - 0. 03 6 3 )- (0. 01 2 5 - 0. 002 ). 0. 07 5 - 0. 03 6 3I n0. 01 2 5 - 0. 0020. 03 8 7 - 0. 01 05-10 .0 387-I n0. 01 05= 0. 02 1 6X = -0-3 / 2 6- = 2 . 07 7 xl 0~42 1 、乙快：2 6 g /m o l , 乙快溶液 0. 3 g /1 000g 水 1 000/1 8Y = = 0. 2 5气体含乙焕2 0%, i - y 1-0-2平衡分压: p *= 0. 1 3 5 X 1 06X= 0. 1 3 5 X 1 06X2 . 07 7 X 1 0- 4 = 2 8 . O k P a当时气相中乙快分压： P = P y= 1 01 . 3 X2 0%= 2 0. 3 k P a ：p *> p , . . . 乙快由溶液向气相传递(部分解吸)Y =___ _ Q 3 8 2( 2 ) 、 - 1 01 . 3 - 2 8 ~ . 气相推动力△ ¥ ： y - y * = 0. 2 5 - 0. 3 8 2 = - 0. 1 3 22 2 、d e =竺 =4x 0 -81 = 0. 03 5 〃?a 9 3= 0. 5 /0. 8 1 = 0. 6 2 m /S口 。

° 端院产=97 > 3 0 由于氨的浓度很稀，,PB"「° LI 0. 01 8 x1 0- 3c~ pD ~ 1 . 2 5 x0. 1 5 5 x1 00. 9 3r ) pKg = 0. 01 5 - - - - - - -R e09 S c°5 = 0. 01 5RTdePB0. 1 5 5 X i o- 4 x 1 01 . 3 cn 70-9 n n q 0. 5X \. J 38 . 3 1 4 x2 8 3 x0. 03 5 x1 01 . 32 .82 x 1 0-9 x 7 2 5 x 0. 9 6 1 = 1 . 9 7 x 1 0- 62 3 、 ⑴、求 KGKc = 2 . 9 9 xl O -1 01 1---= ----1 -KG仆kmolm2.S .P a1molm2 .S .P a1瓦3 . 0> 1 0田+10. 001 5 x5 xl O -5=3 . 3 4 6 6 xl O9( 2 ) 、•••"G " K ，为气膜控制，属于易溶气体3 I 】 "3 3 4.6 6 x l O7液相阻力只占总阻力的0 . 4%0 .0 2 5 / 3 2 2 2 .4x 0 .0 2 52 4、%=1 / 2 2 .43 2= 0 .0 1 75FT° -017 5 =0 .0 1 781 -0 .0 1 75 y2 =^ (1 -0 .9 )=0 .0 1 78x 0 .1 = 0 .0 0 1 78Y1= 咽，乂：吟=曙=。

1 5 5V惰气量：12 2 .4(1 -0 .0 1 75 ) = 0 .0 43 9, X2=0 , 丫2 =〃求2 = 0kmolSV (r, - y j 0 .0 43 9 (0 .0 1 78-0 .0 0 1 78)…〃----------= ------------------------- = 0 .0 45 3X； —X2L = 1 .3 L ,„ =0 .0 5 90 .0 1 5 5kmolSL」 …)x -X i ? . X「丫 (匕 一 匕 )0 .0 43 9 (0 .0 1 78-0 .0 0 1 78) A----------= ------------------------- = 0 .U 1 2L0 .0 5 9匕= m X i =1 .1 5 x 0 .0 1 2 = 0 .0 1 3 8对数平均推动力：△%a 丫 ； ) 优 以 ) _ (0 Q 1 78 0 .0 1 3 8)0 .0 0 1 78lnY^ --YA…2" 101380 .0 0 1 780 .0 0 2 74〃GYX-Y2△%,0 .0 1 78-0 .0 0 1 78 _ _ _-5 . X 50 .0 0 2 74气相传质单元数：2 5 、上列平衡关系换算得Y0 .0 10 . 0 20 . 0 30 . 0 40 . 0 50 . 0 6X0 . 0 0 850 .0 1 6 50 . 0 2 400 . 0 3 1 40 . 0 3 840 . 0 45 2YFO . 0 5 , Y2=YI(1-0. 9 )=0 . 0 0 57 = ^ ( 1 - 0 , 0 4 7 6 ) = 0 . 0 4 2 5 ^X2=0 , X [ =0 .0 3 84 (山平衡线上Y ,查得), V (r, - y j 0 .0 42 5 (0 .0 5 -0 .0 0 5 ) …kmolL,„ =------------= ------------------ = 0 .0 5 -----X； - X2 0 .0 3 84 S1 -5 L „, _ r,-y2 _ V ( X-八 )_ 0 .0 42 5 (0 .0 5 — 0 .0 0 5 ) _-zL i — — —V X | -X 2 , 1 .5 L ,„ 1 .5 x 0 .0 5作图， ( 1 ) 、根据题给Y 、X数据作出平衡线。

( 2 ) 、根 据 (X i 、YJ、(X ? 、Y 2 )作出操作线 3 )、从平衡线和操作线间在匕=0 .0 5 , 丫 产 0 . 0 0 5 范围内求得各Y及其对应当垂直距离Y -Y *o1( 4 ) 、丫对y - y *作图，曲线下的面积，= 2 .9 4 + 0 .40 6 + 0 .3 0 6 + 0 .2 0 6 + 0 .1 2 2 5 +0 .1 + 0 .44 = 4.5 2 0 5J y _ y *• ••气相传质单元数为4.52 6 、用解析法匕 = —— —= 0 .0 1 51 0 1 .3 -1 .5 , y2=0 . 0 1 5 (1 -0 . 9 8)=0 . 0 0 0 3 , X2=0V= ^ = 0 . 0 1 3 8 ^, V (y , - y j 0 .0 1 3 8(0 .0 1 5 -0 .0 0 0 3 ) c d n o lL,„ = '— ----- = ---------------------= 0 .0 1 0 3 -----X； - X2 0 .0 1 5 / 0 .76 SL =l . 5 X 0 . 0 1 0 3 =0 . 0 1 5 5 k m o l / S=0 . 2 8k g/ SX 一 一(X - - ) _ 0 .0 1 3 8(0 .0 1 5 -0 .0 0 0 3 )溶液出塔浓度：' L 0 0 1 5 5y ； =0 .76 X , =0 .0 1 0 4 = 0 . 7 6 X 2 = 0_ (y , -y ； )-(y2 -/ ； )_ (0 .0 1 5 -0 .0 1 0 )-0 .0 0 0 3= Y. -Y* = 一, 0 .0 1 5 -0 .0 1 0I n I n —— —— ——= 0 .0 0 1 6 7H _ 丫(匕-1) _ 0 .0 1 3 8(0 .0 1 5 -0 .0 0 0 3 ) _ ? 4m~ KYaA.}\Ym ~ 0.10(0.785 X 0.82)X0.00167 " ”_ ^ = _ _ _ _ _ _幽 _ _ _ _ _ _= i 9 4x 1 0 - kmoSYhGaAn 1 .6 x 1 46 (0 .785 x l .52) m2SK 丫 v (r,-r2)—硒 凤 ，2 0 0 0 (1 - 0 .0 5 ) 2 73 …/ kmol-------------------- = ()()/ 1 n -----2 2 .4x 3 6 0 0 2 73 + 2 5SXi =0 .0 5二(1 -0 .0 50 .0 6 5 / 5 81 / 1 80 .0 5 2 6 匕 =°"025 = 00 0 2 52 1 -0 .0 0 2 50 .0 2 0 2（ 5 8为丙酮的m o l 质量）x = 2 X 1 = 2 X 0 .0 2 0 2 = 0 .0 40 4 % = 。

k y ； ) 仇 y ； ) _(0 .0 5 2 6 0 .0 40 4) 0 .0 0 2 5Y - YE 竺 5 2 6 - 40 .0 0 2 50 .0 0 6 1 22 9 、H0 .0 2 1 6 (0 .0 5 2 6 -0 .0 0 2 5 )(0 .9 x 9 3 )(0 .785 x 0 .82)x 6 x 0 .0 0 6 1 2(1 )、填料层增高3 米后，因7.0 x 1 0,4 kmolAYm2SK Y ) 9KyaA ⑶0 .0 2 1 6 (^ - y ； )0 .0 0 0 7(0 .9 x 9 3 )(0 .785 x O.82) △匕整理得，线 ；= 0 81 5 亿 - 4 ）⑵、求埒匚竺型= 2 .48L = 丫 …）= 2 1 6 （ 5 2 6 - 2 5 ） = 惭0 .0 2 0 2V 0 .0 2 1 6平衡关系：Y =2 . OXy * =2 X | = 上11 2 .48V 1X1= £（ X—匕） = 藐 0 5 2 6 - 马）(0 .0 5 2 6 - K ) = 0 .0 42 4 - 0 .80 7/ ；( 匕 一 匕)—= 0 0 81 5 (4 — / ； )[ 0 .0 5 2 6 -(0 .0 42 4-0 .80 7^ )] -/ ；I ” 0 .0 5 2 6 -(0 .0 42 4- 0 .80 7打) = 。

囱5 (0 .0 5 2 6 -八)0 .0 1 0 2 -0 .1 9 3 7；坨 0 .0 1 2 + 0 .80 740 .0 0 42 9 —0 .0 81 5 y ；（ 3 ）、求丙酮回收率?，用试探法求匕, X2=00 .0 81 5 (7, - 7 ； )二出口气体含丙酮0 . 1%夕=3 = "经3 = 9 8.1 %0 .0 5 2 6与原条件相比：(4― y ； )/ y 0 .0 5 2 6 -0 .0 0 1 …----------- = ----------------= 1 .0 3( 匕 - 力 ) / 匕 0 .0 5 2 6 - 0 .0 0 2 5 塔增高后回收率增加3 %H i 、nG =——= 6 / 2 = 33 0 、气相传质单元数为,- 2= 3.△ % , Y ,=0 . 0 3 / (l -o . 0 3 )=0 . 0 3 0 9 物料衡算关系得，V (Y 「 Y 2 )=L (X 「 X j =L ( -x2 )呜W ),"罂 :3V Y =m X , / .X =Y / m =Y / 1 8X0 . 0 3 0 9 / 1 8=1 . 4X | ,Y * = 1 8x 0 .0 0 1 2 3 = 0 .0 2 2 1 Y * = m X2 = 0” ( x - □ )-依 -»)(0 .0 3 0 9 -0 .0 2 1 )-L 2Y , -Y ： , 0 .0 3 0 9 -0 .0 2 1I n 1 - I n --------一 » %用试算法求算，求得出塔气体含SO? 为 0 .71 %V …2K"4Y ,=0 . 0 3 , Y ^ Y i d -O. 9 8)=0 . 0 0 0 6 , Y -Y2=0 . 0 3 -0 . 0 0 0 6 =0 , 0 2 9 4y ： =2 X 1 =2 x 0 .0 1 3 = 0 .0 2 6△X = Yt- Y * = 0 .0 3 - 0 .0 2 6 = 0 .0 0 4△y2 =Y2- y ； = 0 .0 0 0 6 -o = 0 .0 0 0 6△ %： ) 一 ( 丫2 -丫2 *) 0 .0 0 4 — 0 .0 0 0 6KYa = 0 .0 2y _ yY2-Y2kmol ,,,t n3.S0 .0 0 1 793 2 、0 .0 0 0 6V— = 0 .0 1 2A。

kmolm2 .S〃二"Ux 还 £ = 9 85 m0 .0 2 0 .0 0 1 79( 1 ) 、平衡数据换算,v 0 .0 5A = ------------------1 0 0 -0 .0 50 .0 0 0 5( 2 ) 、求操作线V(YI-Y2)=L(X-X2),X2=0以第一组数据为例，Y = ―— = 0 .0 0 0 1 3, 1 0 1 .3 -0 .0 1 3 作出 Y —X 相图0 -0 3 = 0 .0 3 0 9 Y2 = °0°°2 = 0 .0 0 0 21 -0 .0 3 , 2 1 -0 .0 0 0 21 7 ] 78-y2) = -x ^ -(0 .0 3 0 9 -0 .0 0 0 2 ) = 0 .0 2 1 4式中：78/ 2 2 . 4 是将气体体积换算成质量，与 ％单位一致在 Y —X图上，连接匕、X i 点 (0 .0 3 0 9 , 0 . 0 2 44)和丫2 、X 2 点 (0 . 0 0 0 2 , 0 ) 得操作线⑶ 、在 Y J % 间,从平衡线和操作线，读出推动力Y -Y *,列于下表1------ - nG(4)、以Y对 y- y作图，曲线下面积为ir dY'Y -Y * ,曲线下 Y 从 0 . 0 0 0 2 ^ 0 . 0 0 1 5 间,y —y” 值 为 5 0 0 0 ~ 80 0 ,从放大图中求出该面积约= 1 .3 2化学反应器kmol0、k 的单位：k = kmol'~"m'M"『 . = （ 浓度） （ 时间） ' ， 浓度= m"3_ kmol0级反应： ,1级反应："c = （ 浓度） （ 时间） T = ST2级反应:（ 浓度厂（ 时间） Tkmol\-3 -m /s-:上kmol.Skp = P： 〃S。

级反应：kp =P a / s 1级反应：kp=^-' 2级反应：kp= P "'S_ 浓度_ kmol1时 间 m3 skmol N对于气相反应，f= k p p 1 , 一心的单位=/ s , pA的单位= 加2 ,kmolmiS kmol.N-n.m2n-\S-'kp的单位=k c - k p. £院与鼠的关系：＜ C -, p=C RT, A RT= = " , kp=kART『, 或h=&(RT)"1、化学计量式：A + 28 - 2Zt=0 B'j， riA o=O. 14» riB o=0. 2, nzo=O. 08, t二t 时，m=0. 08,nAQ0.14-0.080.14= 0.43, niFniw—nAoXxA=O. 2—0. 14X0. 43=0. 14g _ nAOXA0.14x0.43= 0.06 加 /nz=nzo+n.wX x,e0. 08+0. 14X0.43=0. 14 反应进度:nB()xB _ 0.2 x 1.020. \mol反应进行完全时的反应进度:VB112、 ⑴ 、速率常数kP=3. 66其单位为,/— _1 dnA(mol ) mol_________________________— ________V (7?z3) dt (h ) m3 ,hmolrA m3Ji _ mC ； (m o l V mol .h对于理想气体，PA = 中 丁nPA=-^RT = CART-%= 3 .6 6 p ； _ .* * T )= 3 .6 6 (g R T )2 —七= 3 .6 6 R T C；dt 变为 dt , / . dt, c 2 1 % —, m ' x a i m 10 13 25 〃〃 “ 八 八 壮kc = 3 .6 6 ------- x 0 .0 820 6 --------- x -------- x 40 0 / Tpa x h r J [ _ kmol x K」 l a t m= 1.217x 1()7 _贮 _. kmol x h r与23「773Aoe -£ / 923 / fAoe ~£ / 773 / ?E /R (-------- )e773 9234、0 (75000/8.314,0.0002 _ ^1.804 _ $倍6 、对于二级反应,= 116 .5 5= 117.45讨论：对于二级反应，若 要 求 C*很低时，虽然初始浓度相差甚大，但所需要的反应时间却相差甚微。

这是因为反应时间主要消耗在反应的后期当一八 八 =0 .0 5 C； 时，计算方法同上,^ = 1980 5() = 1996 s停留时间分布1、—k l - xA------ I n ------0 .0 193 1-0 .9=119m i n> 75 0 [ _ _ kmolC 4Q = — — = ] . ~~2、同第七章 6 题 3 、 74x 4.97 + 6 0 x 1 m（ 分子量：醋酸= 6 0 , 丁醇= 7 4 , 醋酸丁酯= 116 ）240 0 _ 1 724 匕 乳0124x 116 x 0 .5 - - hV = F T = ^ = °-985Tl 6 0 )=0 .9853 4.5 + 3 0 、- 60- ,= 1.0 5 8加VT = % / ° = 1.0 5 8/ 0 .85 = 1.245 /0 .171x 0 .84、 ( 1 ) 、k CA 0(l -xA f) 6 0 x l .97x l 03x 4x 0 .21.447/( 2 ) 、( 3 ) 、QvXAf0 .171x 0 .9kCA 0(l -xA f) 6 0 x l .97x l 03x 4x 0 .1=3 .25 5 m3QvXAf0 .171x 0 .8kCM(\ -xA f) 6 0 x l .97x l 03x 8x 0 .20 .723 加 31 „ „ 1t oc-------oc , /. oc--------另解： C w C w 与 (1)相比，CAO增 大 1 倍，减 小 1 倍,A VR= 1. 447/ 2= 0 . 723 M sV = q- * = °.6 84x 0 .8 = 4 1n t3_ R k C,\ o (l —x ”) 6 0 x 0 .0 0 278x 4x 0 .2 -j = % - _ _ _ _ _U _ _ _ _ _- 3 3 4 3 ； „P FR 的长度： A 0 .785 x 0 .1252 1—A/ _ 0 .6 84x 0 .8R ~ kCA 0(\ -xA f) ~ 6 0 x 0 .0 0 6 6 3 3 x 4x 0 .21.720 .785 x O .1252146 .7" ?必0 .57、 ( 1 ) 、kCA 0(\ -xA)2 /CCA OXO .52 O .5 /CCA OVR=q1t, VR2=6VR, 6VR=6q、 t 二 qvtz6%0 .5 左 go ^A0(1-X; ) \ x ；2 - 25 x ； + 12 = 0x ； = 0 .756% = 月, ■ = 0 .5 ,另解：qv k g o (l - x 】 )2 (a ) 为 ^ CA O(1 -0 .5 )2 ⑹12 = —(a)/(b), O - O2, .< = 0 .7 5( 2 ) 、对于PFR由于体积相同，其他条件不变，所 以 t.3=ti, kt3cA0 二 代 2 以 0二 2因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关系式，C 1 C 1 2---- — — A 40 - 1------ — 1 ----— —...Lr AO J3 LC AO J3 J38、 2A+B-R, 可写成，A + 1/2B -* l/2RxA=0 时 CAO CB(> CRO=OXA=0. 6 时 CA=CAO (1 —XA) CB=CI M)_ 1 /2CAOXAqvCAQxA _ 0.028/60x60kC1^ (1 - )2(C ^ - 0.5C40X4 ) - 0.0025 x 2(1 - 0.6)2 x (3 - 0.5 x 2 x 0.6)0.146/n39、 ( 1 ) 、y _ AOXAR —14 4---------x0.82 4 x 6 0--------= 0.496m 30.0806(1-0.8)( 2 ) 、% CA O( 1 - /)_ 0.496x0.38qv + %k 14.4 + 0 4 9 6 * 0 3 824x60% g o j = 0 01x0.9 6 I * " /kCA0( l- xA) 0.0806(1 - 0.9)( 4 ) 、43] J0.0806 1-0.8=0.2m3——--l + k t = ——(l + B , \ l - xJ — ——1 +0.0806 = 26.8 minV 1-0.9VR = qvr = 0.01 x 26.8 = 0.268m3总容积：0. 268X2=0. 536m3CA0 =---------...........= 1 .7 5 ^ -10、 ⑴、 74x4.97 + 60x1 m3FAO = — —= 1 .7 2 4 ^40 24x116x0.5 h“即浮=。

985号4AC.o (l — )0 .517.4 x W3x 1.75 x 0 .5= 3 3 m i n + 6 0 = 0 .5 5 / ?VR = qv (0 .0 0 + 0 .5 ) = 0 .985 x 1.0 5 = 1.0 3 4m3% ， x八0 .985 x 0 .5k CA0(l -xA) 6 0 x 0 .0 174x 1.75 (1-0 .5 )= 0 .5 3 9 -⑶、⑷、QVXA0 .985 x 0 .5k CA 0 (1- )2 6 0 x 0 ,0 174x 1,75 (1- 0 .5 )20 .985 x 0 .3 23= 1.0 78/ n36 0 x 0 .0 174x 1.75 (1-0 .3 23 )2=0 .3 8my _ AOXA\v=询 以 )区2 一 %) _ 0 .985 x (0 .5 -0 .3 23 ) _ 0 3 g m 3R 2 % C ； o (l - 以2 / 6 0 X 0 .0 174 X 1.75 (1-0 .5 )2 , -反应器的总容积 VR= VH I+Vl i 2= 0 . 3 8+0 . 3 8= 0 . 76 m3 计算结果说明，V cS T K> VBT I i> V „^T|i> V pFc= Go = C o = 4.5 = 3 1 kmol" 1 +占 f \ + k yRl qv I + OO567X ” /I E ⑴、 ° 」CAO , 1 = 3 .1 = ] g8 kmol\ + k,t \ + k2t ~ \ + 0 .0 80 6 x 8 一 , m3°A 3C w ] _ 1 L 88 . o c kmol_ _ _ - x_ _ _ _ _ _ _ _x_ _ _ _ _ _ _ =_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ = Q.o 3 _ _ _ _ _1 + A] f 1 + k2t 1 + k3t 1 + 0 .15 8x 8 m3° A 4C . 1 1 1 0 .83_ _ _ —— x_ _ _ _ _ _x_ _ _ _ _ _ _ x_ _ _ _ _ _ _ =_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1 + k/ 1 + k) t 1 + k 3t 1 + k J 1 + 0 .3 8 x 8八 ” —kmol=0 .20 5 — —m(2)CANcj o(1 + 4，(l + h ) " = _ N l n (l + A/ )= l n 仁C AN C AN4.50 2 0 5 - 3 .0 89l n (l + 0 .0 80 6 x 8) 0 .498= 6 .2为保证最终出口浓度W 0 . 20 5 k m o l / m 3 ,应需7 个反应釜串联。

VR _ CBOXB VR( - 「 8)一 =- ~ qv = -......12、Q v 一H0XBVR rB ) _ 丫内(g o ―蠢 0 %> ) 80 I - 18 )0 .12 X 0 .2(L 4 - 0 .8 X 0 .75 )(1 - 0 .75 )_ . 史0 .75 — , m i n_ _ QvQVA = QVB = 万0 .0 0 6 4加30 .0 0 3 2—2m i n1VsXA13 、 加QY凝 （ 1一心）1匕 （ I f ） l nI fV p 与V s 的关系：kp4―——=— I n —若 V i ，= V s ,则， h (l -X A) kpx /pS 一(l -xA)l n11 TA0.6kp1-0 .61 . 6 %求反应温度,k = Ae-E,RTA = %~-E町-E产2 , k s = 1.6 4k 「 ，-£-Ee &A = 1.6 4e 町- E而_ EI n 1.6 4+ — = 0 .495 +RTI-83 740 …----------------= — 2.5.58.3 14x 423-83 7408.3 14x (-23 .3 )43 2K。