化工原理計算題

1、流體流動、流體輸送機(jī)械習(xí)題 主要計算公式: 1、流體靜力學(xué)基本方程式：P P gh或z 送常數(shù) 2、流體的速度、體積流量、質(zhì)量流量 及質(zhì)量流速之間的關(guān)系： qv uA 圓管: qm qv uA qm qv A 3、穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程: uA 對任一截面： qm 常數(shù) 對不可壓縮流體: 4、柏努利方程： 2 Ui Pi uA 常數(shù) gZ2 不可壓縮、有外功加入的實際流體柏努利方程: 2 u1 P1 2 u? gz1 2 We gz2 2 2 u p We g z hf 或 2 P2 hf hf 5、流體通過直管的摩擦阻力： l_u d 2 6、摩擦因數(shù)（系數(shù)） 層流（Re 2000）: 層流

2、時直管摩擦阻力： 6464 Redu hf 32 lu g d2 0.3164 Re05 柏拉修斯 (Blasius)式 7、局部阻力計算 hf 2 le U (1)當(dāng)量長度法 hf u2 (2)阻力系數(shù)法 z22 18 20m; p-i P2; u1 u2 0 Wf l 12 le u We gz2Wf d 2 擦系數(shù)0.025,管內(nèi)徑0.05m,當(dāng)流量為10m3/h時泵效率為80%,求：（1）泵的 軸功率；（2）壓力表讀數(shù)。（取 =1000kg/m3） qv 10/3600 d2 4 0.785 0.052 1.415m/s Wf l leU2 d 2 0.025 2 1001.415 0

3、.052 50.06 J / kg We gz2 Wf9.81 20 50.06246.26J / kg PeqmWeqv We1000 246.26 684J/s 有效功率 3600 fFe684 Pe a 855 J / s 軸功率 80% gz3 P3 2 U3 2 gz2 2 P2U2 2 Wf 3 2 Q Z3 0; z218m; p20; u2 0; u3 u 1.415m/ s Pl gz3 Wf 3 2 2 u3 2 1 Wf 3 2 c cc80 2 1.415 0.025 - 0.05 2 l leu2 d 2 40.04J / kg Pl gz3 Wf 3 2 2 u3

4、2 9.81 18 40.04 1.4152 2 215.6J /kg （2）以3-3截面為基準(zhǔn)，在3-3、2-2截面間列柏努利方程: 2、欲用離心泵將20r水以30m3/h的流量由水池打 到敞口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m, 泵的吸入口在水池上方2m處，泵的吸入管路全部阻 力為1m水柱，壓出管路全部阻力為3m水柱，泵效 率 60%。 求：（1泵的軸功率； （2）若允許吸上真空高度為5m,用上述安裝高度是否合適？ （=1000kg/m3; 動壓頭可略） 解: (1) 如圖， 取 1-1、 2-2截面，以 1-1截面為基準(zhǔn)列柏努利方程: P1 2 U1 HeZ2 2 P2U2 h

5、f 1 2 Z1 2g g g 2g 已知 :Z1 0, Z2 18m, p1 P2,U1 U2 0 He Z2 h f1 2 18 1 322(m) 泵的軸功率: Pa 2997.5 3kw Pe qvHe g 30 22 1000 9.81 3600 60% Hg (2) Hs Ui 2g H f 50 14( m) Hg 2m, 安裝高度合適 3、如圖所示，已知管內(nèi)徑d=50mm,在正常輸水 中管總長（包括當(dāng)量長）為 60m，摩擦系數(shù)為 0.023,泵的性能曲線方程是H 19 0.88q驚o 問：（1）流量為10m3/h時輸送每立方米的水需 外加功為多少？此泵是否可以勝任？ （2）當(dāng)調(diào)節(jié)

6、閥門使流量減到 8m3/h時，泵的軸 功將如何變化？（不考慮泵效率改變） 解：（1）如圖，取1-1、2-2截面，以1-1截面為 基準(zhǔn)列柏努利方程式： 2 P1 2 gz2 P2 2 U2 2 h f1 2 Z1 0; Z2 10m; P1 P2； U1 U20 Wegz2hf1 2 qv -d2 4 10/3600 0.785 0.052 1.415m/s hf1 2 l le U2 d 2 601.4152 0.023 0.052 27.6J / kg We gz2 hf1 29.81 10 27.6125.7J/kg 即每千克質(zhì)量水需要125.7J功，每m3水需要125.7X 103J，或

7、125.7kJ 此時需要壓頭為： H 需 We125.7 12.8J/N 12.8m g9.81 泵在此時可提供的壓頭為：H 19 0.88 100.8 13.4m H H需故泵可以勝任 gqvH 當(dāng)qv 3 8m /h 時：H 19 0.88 80.814.4m 巳改 巳原 Hqv g/Hqv14.4 8 0 86 Hqv g/Hqv 13.4 10 Pa 即變化后軸功率是原來的0.86倍 Pa改 Pa原 Hqv Hqv 14.4 8 13.4 10 或 巳原日久13.4 10 即變化后軸功率降低了 14%。 4、從水池用離心泵向高位槽送水，要求水的流量為 18m3/h,已知進(jìn)出泵的輸水管為

8、OX mm的鋼管, 高位槽水面距水池面高 20m，全管線總阻力損失為 14% 25倍動壓頭 今有一臺離心泵，其性能為 qv 20m3/h,H 30.8m,0.62 （最高效率點 0.65）, 問此泵能否用? 解：管內(nèi)流速: 1 9 qv -d2 4 18/3600 3.14（60 2 3.5）2 4（1000） 2.27m/s P1 2 HeZ2 P2 2 U2 hf1 2 z g 2g g 2g z 0； Z2 20m; P1 P2； U1 u20 He Z2 h f1 2 20 25 2 u 2 272 cc nr 26.6m 2025 選截面1-1、2-2，以1-1截面為基準(zhǔn)列柏努利方程

9、式: 2g2 9.81 H 30.8m He可用 如附圖所示，用泵將貯槽中的某油晶以斗訕的流量輸送至髙便槽，兩槽的脫也恒定F 且加羞2血 輸送管內(nèi)徑為lOCimm管子總檢為45m(包括所有局部阻力的當(dāng)董長度人已 知勵品的密度為飆k曲？站度為O4S7pa 50 0.023- Re0.8 Pr0.4 傳熱系數(shù)a id 0.023 篤0；02234訶8 (2)總傳熱系數(shù)(以管外徑為基準(zhǔn))： 1 1 1 do 1 1 Ko i di K 1 104 (3)傳熱量： KA 坊 OmCp(t2 t1) A OmCp(t2 切 實際所需傳熱面積： K tm OF0 =85.68W/m2 K 125 108

10、85 108 20 t1 = 88 t2 = 23 tm t1t2 t? In - t2 88 23 88 ln - 23 48.44 8000 10 A 3600 68.08 48.44 1085 20 2 43.80 m2 該換熱器所能提供傳熱面積A: A n dl 320 3.140.025 250.24m2 有：A v A 該換熱器能滿足要求 (4) Q=KA tm = 68.08X 43.80X 48.44=1.44X 105W oAo(T TW) TwT 108 5 1.44 10 o Ao 4 1 1050.24 107.71 Ai=320 X 3.14X 0.02X 2 = 4

11、0.19m2 5 94.32 85.68 40.19 t Q 20 851.44 10 .A. I I 所以：壁溫接近于蒸汽流體一側(cè)（或者說接近a大的一側(cè)流體溫度） 4、用110C的飽和水蒸汽將流量為 35m3/h的某稀溶液在雙程列管換熱器中從 75C加熱至90C。若每程有直徑為 25X 2.5mm的管子30根，且以管外表面積 為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)K=2800W/m2. C，蒸汽側(cè)污垢熱阻和管璧熱阻可忽略不計。 試求：（1）換熱器所需的管長； （2）當(dāng)操作一年后，由于污垢累積，溶液側(cè)的污垢系數(shù)為0.00008m2C /W, 若維持溶液的原流量及進(jìn)口溫度不變， 其出口溫度為多少？又若必須保證溶液原

12、出口溫度，可采用什么措施？ 注：溶液的密度及比熱與水近似：p=1000kg/m3; cP=4.2kJ/kgC。 解：（1） 110110 7590 35 20 tm t1t2 2 2035 2 27.5 tm （或 In t1 t2 35 20 26.80 In 35 20c) QqmCp(t2 tjqv Cp(t2tj 35 1000 3600 3 4.2 10(90 3 75)612.5 10 W AQ612.5 1038.1m2 傳熱面積： K tm 2800 27.5 A = nn d (2L) L= A/ (2nn d) =8.1/ (2X 30nX 0.025)= 1.7m (2)

13、 所以: d0 di R1 =1/2800+ 25/20X 0.00008 K = 2188W/m2C 110110 7512 Q KA tmqmCp(t2t1) 2188 816 蘭 110 t2 ln (35 110 t2) 35 1000 3600 3 4.2103 t275 解得: 措施: t2 88 C (1) 提高加熱蒸汽溫度(調(diào)節(jié)蒸汽的壓力)； (2) 清除污垢。 5、熱空氣在 25X 2.5mm的鋼管外流過，對流給熱系數(shù)為 50W/m2.K，冷 卻水在管內(nèi)流過，對流給熱系數(shù)為1000W/m2.K ,已知鋼管的導(dǎo)熱系數(shù) Rsi 0.58 10 3m2 K /W W/m K，水側(cè)污

14、垢熱阻 仏 0.5 10 3m2 K/W。試求： 熱空氣側(cè)污垢熱阻 (1) 傳熱系數(shù)； (2) 若管內(nèi)對流給熱系數(shù)增大一倍, (3) 若管外對流給熱系數(shù)增大一倍, K) 50W /(m2 傳熱系數(shù)有何變化? 傳熱系數(shù)有何變化? i 1000W/(m2 K) 1 (1) K bd。 d m do Rsidi do idi 1 50 0.5 10 3 2.5 10 45 22.5 40.58 10 3 25 20 25 1000 20 0.02 0.0005 0.000062 0.000725 0.00125 0.0225m2 K/W 44.4W/(m2 K) (2)若管內(nèi)對流給熱系數(shù)增大一倍,

15、其他條件不變，即 -Rso o dmdi d。 2 idi 50 0.5 3 10 325 10250.58 10 3 空 45 22.5 20 25 1000 20 解得: 45.6W/(m2 K) 傳熱系數(shù)提高: 45.6 44.4 100%2.7% 44.4 (3)若管外對流給熱系數(shù)增大一倍，其他條件不變，即 bd。 dm do do Rsi idi 2 50 0.5 10 3 3 25 10250.58 10 3 25 25 45 22.5 20 1000 20 解得：K 79.8W/( m2 K) 79 844 4 100%79.7% 傳熱系數(shù)提高: 44.4 di 6、在研究污垢對

16、傳熱的影響時，采用 28X 1mm的銅管，水在管內(nèi)流動，水蒸 汽在管外冷凝。在很寬的水的流速范圍內(nèi)，對清潔管和污垢管傳熱系數(shù) K可用 如下方程表示： 1 0.00020 0.8、 1 /(500u ) K 清潔管 1 0.00070 1/( 500 u0.8) K 污垢管 2 式中K-傳熱系數(shù)，kcal/m h C u-水的流速，m/s 0.8 f(u )-水的對流傳熱系數(shù)，kcal/m h C 試求污垢熱阻和蒸汽冷凝傳熱系數(shù)。已知：銅的導(dǎo)熱系數(shù) 330kcal /m2 h C。 解：因銅管管壁很薄，內(nèi)外管徑比值近似為 1, 則傳熱系數(shù)K的表達(dá)式為： 11c 1 : R1 bc11bf1 R2

17、R - 2 1 2 由題給條件： 對清潔管熱阻R=0，因此經(jīng)驗式中的0.00020應(yīng)是管壁及 b 1 0.00020 蒸汽冷凝傳熱熱阻，即：2， 2 故兩方程相減得污垢熱阻：R 0.00050m h C/kcal b 0.0010.000003m2 h C / kcal 管壁熱阻： 330，可以忽略不計 1 0.00020 故蒸汽冷凝傳熱系數(shù) I2 5000kcal/m2 h C 0.00020 7、某廠只能用120C飽和水蒸汽，通過 25x 2.5mm、長3m的單管程列管式換 熱器，將列管內(nèi)的17.2m3/h水溶液從20C加熱到75C，冷凝水于飽和溫度下 2 2 排出。已知管側(cè)水溶液i 25

18、00W/m C，殼側(cè)蒸汽o 10000W/m C, 3 溶液在管內(nèi)呈湍流，試問換熱器的管數(shù)為若干？水溶液密度1050kg/m，比 熱為 4.17kJ / kg C。熱損失及管壁、垢層熱阻均可忽略。檢修時發(fā)現(xiàn)該換熱器 有三根管子已壞, 或推導(dǎo)說明）。 擬將壞管堵塞再繼續(xù)使用, 試問此方案是否可行？（通過計算 解：（1） qmCp t 17.2 3600 33 10(75 20)1151 10 W 1 Ko i di 125 2500 20 1 10000 A Ko 1666.67W/m2 C 120 20 -120 75 蒸汽 水 t1 = 100 t2 = 45 KoAo tm tm ln t

19、2 100 45 4 68.88 C ln 45 Q Ko tm 1151 10310.02m2 1666.67 68.88 Ao d ln A dl 10.02 3.14 0.025 3 42.5543根 0.8 u n n （連續(xù)性方程） z n 0.8 i () n (40)0.8 2500 2650W/m2 C 1 do 1125 1 i di o 2650 20 10000 d In 3.14 0.025 3 2 409.425m KA tm 1750 9.425 68.881136 Q, 不能完成換熱任務(wù) 1 1 A Q Q 103W C 精餾習(xí)題主要計算公式: 1、雙組分溶液平衡

20、關(guān)系: (1) 拉烏爾定律 0 PaPaXa Xa) 0 0 /d pB PbXbPb(1 (2) 揮發(fā)度和相對揮發(fā)度: 組分A的揮發(fā)度: Pa Xa 組分B的揮發(fā)度: Pb Xb 當(dāng)氣體可視為理想氣體時: a/Xa Yb/Xb 對于理想溶液: p! pB (3)相平衡方程一一以相對揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系 總壓不高時，相平衡關(guān)系可用下式表達(dá)： y 1(1)x 相平衡方程僅對 為常數(shù)的理想溶液適用 2、連續(xù)精餾塔的物料衡算 (1)全塔總物料及易揮發(fā)組分的衡算 F D W Fxf Dxd Wxw (2)精餾段操作線方程 假設(shè)精餾段內(nèi)的操作滿足恒摩爾流假設(shè)，則: L D yn 1 v Xn v XD

21、 或 (3)提餾段操作線方程 假設(shè)提餾段內(nèi)的操作滿足恒摩爾流假設(shè)，則: 匚 W ym 1 V Xm V XW 或 L qF x L qF W Xd 1 W L qF WXw 3、熱狀態(tài)參數(shù)q 匚 L I iF將1kmol進(jìn)料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃?q F 1 T原料的千摩爾汽化潛熱 泡點進(jìn)料q 1露點進(jìn)料q 0 4、進(jìn)料方程(q線方程) (1)單板效率 Emv, n yy 1 E *； ml,n YnYn 1 ； Xn 1Xn * Xn 1Xn (2)總板效率 Et Nt qXf yx q 1q 1 q 0時：y Xf q 1時:x Xf 5、最小回流比的計算 RXd yq lmin yq X

22、q 適宜回流比： R (1.22.0)Rm 6、塔板效率計算 填空： 1飽和蒸汽進(jìn)料時：q=。0 A稱為， 難揮發(fā)組分B則稱為 2習(xí)慣上，將液體混合物中的易揮發(fā)組分 。輕組分、重組分 3. 表示純組分的蒸汽壓與溫度之間的關(guān)系。安托因方程 4. 工業(yè)上分離均相液體混合物最常用、最重要的方法是液體。蒸餾 （或精餾） 5在精餾塔中，原料由中部加料板上加入。加料板以上的一段稱為 ，加 料板以下的一段（包括加料板）稱為。精餾段、提餾段 6蒸餾及精餾分離就是依據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)性的而達(dá)到分 離的目的。差異（或不同） 7. 在蒸餾中表示分離難易程度要用兩組分揮發(fā)度之比，稱之 為。相對揮發(fā)度 8. 表示

23、回流量的相對大小，用塔頂回流量 L和塔頂產(chǎn)品量D之比表 示。回流比 9. 一個理想化的塔板，即不論進(jìn)入塔板的汽液組成如何，在塔板上充 分混合和接觸，傳質(zhì)的最終結(jié)果表現(xiàn)為離開該板的汽液兩相在傳熱、傳質(zhì)兩方面 都達(dá)到平衡狀態(tài)，兩相的溫度相等，組成互成平衡。理論板 判斷題： 1精餾過程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理完成的。（）2 2. 回流比越大塔頂餾出液的純度越高，所以回流比越大越好。（ ）X 3飽和液體進(jìn)料時q=0。（）X 4拉烏爾定律表示純組分的蒸汽壓與溫度之間的關(guān)系。（）X 5在精餾計算時，因為有了恒摩爾流假設(shè)，所以精餾段與提餾段的汽、液兩相流 率都是相等的。（ ）X 6精餾段操作線

24、方程表述的是相鄰兩塊塔板之間汽液相組成之間的關(guān)系，即精餾 段操作關(guān)系。（）2 1、每小時分離乙醇-水混合液100kmol的常壓連續(xù)精餾塔，塔頂采用全凝器， 進(jìn)料組成Xf=0.2。現(xiàn)測得餾出液組成Xd=0.8，釜液組成xw=0.05，精餾段某一塊 板上的汽相組成為0.6，由其上一板流下的液相組成為 0.5（以上均為摩爾分率）。 試求: 解：（1） （1）塔頂餾出液量及釜液排出量; （2）回流比。 F D W Fxf Dx d Wxw 即100 100 D W 0.2 D 0.8 W 0.05 解之得D 20kmol/h; W 80kmol/h RXd （2）由精餾段操作線方程y茁，有: 0.5

25、0.6 R 2 2、某連續(xù)精餾塔進(jìn)料液中含易揮發(fā)組分 55% （mol%，下同），與此相平衡的汽 相組成為75%，要求塔頂產(chǎn)品含易揮發(fā)組分 95%，飽和液體進(jìn)料。求： （1）最小回流比； （2）若加料板上液體組成與進(jìn)料組成相同，回流比為1.5時，求進(jìn)料板上一板 流下的液體組成。 解：（1）飽和液體進(jìn)料時：q=1 由q線方程：yq q -X 1 Xf 得: q 1 XqXf0.55 ；由已知：yq 0.75 Xd yq 0.95 0.75 彳 Rmin 1 yq Xq 0.75 0.55 RxD （2） R 1,5 ;由精餾段操作線方程：y亍X越有: 0.95 1.5 1 x 0.62 3、用連

26、續(xù)精餾塔每小時處理100kmol、含苯40%和甲苯60%的混合物，要求餾 出液中含苯90%，殘液中含苯1% （組成均為mol%），求： 1）餾出液和殘液各為多少kmol/h ？ 2） 飽和液體進(jìn)料時，已估算出塔釜每小時汽化量為132kmol，求R=? 解：（1） F D W FxfDxd Wxw 100 d w 100 0.4 D 90% W 1% 解得： W 56.2kmol/h; D 43.8kmol/h (2) q 1 V V 132kmol/h 故：L V D 132 43.8 88.2kmol/h ，加料量 4、用常壓連續(xù)精餾塔分離某二元理想混合物，已知相對揮發(fā)度 F=10kmol/

27、h，飽和蒸汽進(jìn)料，進(jìn)料中易揮發(fā)組分濃度為 0.5（ mol%，下同），塔 頂產(chǎn)品濃度為0.9,塔頂蒸汽全凝液于泡點下回流， 回流比R=2Rmin，易揮發(fā)組 分的回收率為90%，塔釜為間接蒸汽加熱，試求提餾段上升蒸汽量？ 解： 、qxF 由 q 線：yX -q=0 時：y Xf0.5 q 1 q 1 由相平衡方程: Xq yq (1)yq 0.5 3 (3 1) 0.5 0.25 R 2Rmin 2 1.6 3.2 易揮發(fā)組分回收率： DXd FXf D FXf 90% 10 0.5 5kmol / h Xd 0.9 U rvl 1 15 / 1 1 由已知飽和蒸汽進(jìn)料：V V F Rmin V

28、 V F (R 1)D F (3.2 1) 5 10 11kmol/h Xd yq 0.9 0.5 yq xq 0.5 0.25 5、在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程y = 0.75x + 0.2075, q線方程為 y = 0.5x + 1.5xF，求: (1)回流比R和餾出液組成XD ； 2)進(jìn)料的q值，并判斷進(jìn)料狀態(tài)； (3) 當(dāng)進(jìn)料組成為0.44時，精餾段與提餾段操作線交點處 xq值為多少? 解： (1) 精餾段操作線方程為: x R 0.75 故有：R 1 Xd R 1 解得：R 0.2075 Xd 3 0.83 (2)q線方程為: Xf q 0.5x 1.5xF 故有: 0.5 (

29、或 Xf 1.5Xf) 解得: 0.333 0.333 1, 故：進(jìn)料為汽液混合進(jìn)料 (3)由 y 0.75x 0.2075 Xf 0.5x 0.44 1.5xf x D 0.75x 0.2075 R 1 解得：Xq 0.362 第二部分 1、每小時分離乙醇-水混合液2360kg的常壓連續(xù)精餾塔，塔頂采用全凝器，進(jìn) 料組成Xf=0.2?，F(xiàn)測得餾出液組成Xd=0.8，釜液組成Xv=0.05，精餾段某一塊板 上的汽相組成為0.6，由其上一板流下的液相組成為 0.5 （以上均為摩爾分率） 料液的摩爾流率 2360 竺 I00kmol/h Mf 23.6 試求： 1. 塔頂餾出液量及釜液排出量； 2.

30、 回流比。 解：（1）設(shè)料液的平均分子量為 Mf ,則Mf 46 0.2 18 0.823.6 FXf 100 D W 100 0.2 D 0.8 W 0.05 解之得D 20kmol/h; W 80kmol/h （2）0.60.5 -08 R 1R 1 R 2 2、用板式塔在常壓下分離苯甲苯溶液，塔頂采用全凝器，塔釜用間接蒸汽 加熱，平均相對揮發(fā)度為 2.47,進(jìn)料量為150kmol/h，組成為0.4（mol%）的飽和 蒸汽，回流比為4,塔頂餾出液中苯的回收率為0.97,塔釜中甲苯的回收率為0.95, 求： （1）塔頂餾出液及釜液的組成； （2）精餾段與提餾段操作線方程； （3）回流比與最小

31、回流比的比值； （4） 全回流操作時，塔頂?shù)谝粔K板的汽相莫弗里板效率為0.6,全凝器液相組成 為0.98，求由塔板第二塊的汽相組成。 （解：1） DD 0.97 ； W（1 Xw） 0.95 ； F D W 150; FxfF（1 Xf） Fxf Dxd Wxw 150 0.4 解得：D 62.7kmol / h; W 87.3kmol / h; xD0.928; xW 0.0208 0.8x 0.186 提餾段操作線方程：y L qF L qF W Wxw L qF W RD qFWxw x RD qF W RD qF W 4 62.70 15087.3 0.0208 x 4 62.70 1

32、50 87.34 62.70 15087.3 1.53x0.011 （3） q線方程為：y Xf q 1 40.928 （2）精餾段操作線方程: x 4 14 1 飽和蒸汽進(jìn)料時：q=0,故由上式得：yq xF 0.4 Xq yq (1)y 0.4 2.47 (2.47 1)0.4 0.213 Rmin 4 2.82 (4)Emv Xd yq yq Xq 0.928 0.4 0.4 0.213 1.42 ynyn 1 y；yn 1 E mv1 y * y1 y2 y2 0.6 y1Xd0.98； y X1 （全回流操作線方程為yn 1 Xn） X1 1 (1)X1 2.47y2 11.47y2

33、 y20.952 由q線方程：y x 止 得：xq Xf 0.55 ；由已知：y 0.75 q 1 q 1 在最小回流比下，操作線與q線交點坐標(biāo)(xq, yq)位于平衡線上，故 R Xd yq0.95 0.75 1 minX 0.75 0.55 (2) R 1.5;由精餾段操作線方程y 旦xXd有： R 1 R 1 1.50.95 0.75xx 0.62 1.5 11.5 1 4、在連續(xù)精餾塔中，精餾段操作線方程y = 0.75x + 0.2075, q線方程為 y = 0.5x + 1.5xf，求： (1)回流比R和餾出液組成XD; 2)進(jìn)料的q值，并判斷進(jìn)料狀態(tài)； (3) 當(dāng)進(jìn)料組成為0.

34、44時，精餾段與提餾段操作線交點處 xq值為多少？ 解：(1)精餾段操作線方程為: RXd X R 1 R 1 0.75x 0.2075 R 故有：R 1 Xd R 1 0.75 0.2075 (2) q線方程為: 故有： q q 1 0.5 解得： q 0.333 因 0 q 0.3331 (3)由 y 0.75x 0.2075 q 1 y 0.5x 1.5xf xF 0.44 解得: R 3 xD 0.83 Xf q 1 (或 Xf q 1 1.5Xf ) 故：進(jìn)料為汽液混合進(jìn)料 解得：Xq 0.362 5、某精餾塔用于分離苯甲苯混合液，泡點進(jìn)料，進(jìn)料量 30kmol/h，進(jìn)料中 苯的摩爾

35、分率為0.5,塔頂、塔底產(chǎn)品中含苯分別為 0.95和0.10,采用回流比為 最小回流比的1.5倍，操作條件下，試求： ()塔頂、塔底的產(chǎn)品量； (2)若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，求離開第二塊板的蒸汽和液體組 成。 解:( 1)F D W Fx f Dx d WXw 30 D W 30 0.50.95D0.10W 解得：W 15.9kmol/h； D 14.1kmol/h (2)泡點進(jìn)料時: q=1 由q線方程：y XqXF 0.5 ； 由相平衡方程y yq Xq ( 2.40 0.50.706 1 (2.40 1)0.5 XdYq yq Xq R1.5 Rmin 對于全凝器，有 有: 由操作線方程有: 有: 0.95 0.706 1.18 0.706 0.5 1.5 1.181.77 Y1 X1 xD0.95 y1 (1)y1 2.40(2.40 0 95 0.95 0.888 1) 0.95 y2 X2 X1 Xd 1 1.77 1.77 1 0.888 0950.910 1.771