化工原理習(xí)題課件

1、WCm024104 習(xí)習(xí) 題題 課課 習(xí)習(xí) 題題長(zhǎng)長(zhǎng) 春春 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 化化 工工 原原 理理化工原理習(xí)題非均相物系的分離習(xí)題課非均相物系的分離習(xí)題課o 一一.用板框過(guò)濾機(jī)在恒壓差下過(guò)濾某懸浮液用板框過(guò)濾機(jī)在恒壓差下過(guò)濾某懸浮液,測(cè)測(cè)得過(guò)濾方程為得過(guò)濾方程為o V2+V=610-5A2 ( 的單位為的單位為s),o 試求試求:(1)欲在欲在30s內(nèi)獲得內(nèi)獲得5m3濾液濾液,需要邊框需要邊框尺寸尺寸635mm635mm25mm濾框多少濾框多少個(gè)個(gè)?o (2)過(guò)濾常數(shù)過(guò)濾常數(shù)K,qe, .化工原理習(xí)題非均相物系的分離習(xí)題課非均相物系的分離習(xí)題課o 二二.擬用尺寸為擬用尺寸為810mm8

2、10mm的的板框過(guò)濾機(jī)過(guò)板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某懸浮液濾某懸浮液.在在147.2kPa的恒壓差下的恒壓差下,過(guò)濾常數(shù)為過(guò)濾常數(shù)為K=2.7310-5m2/s,濾餅不可壓縮濾餅不可壓縮,過(guò)濾介質(zhì)阻過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不記力可忽略不記.每每m3濾液可得濾餅濾液可得濾餅0.04 m3.o 1.試求試求:欲在欲在1h得濾餅得濾餅0.4 m3,所需濾框和濾框厚所需濾框和濾框厚度度;o 2.若最佳過(guò)濾時(shí)間是若最佳過(guò)濾時(shí)間是45min?欲得同樣的濾液量欲得同樣的濾液量操作壓強(qiáng)需要提高多少操作壓強(qiáng)需要提高多少?（已知洗滌和輔助時(shí)間之（已知洗滌和輔助時(shí)間之為為45min)化工原理習(xí)題非均相物系的分離習(xí)題課非均相物系的分離

3、習(xí)題課o 三三.某板框過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積為某板框過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾面積為0.6m2,恒壓過(guò)濾某恒壓過(guò)濾某懸浮液懸浮液,3h后得濾液后得濾液60m3若濾餅不可壓縮若濾餅不可壓縮,過(guò)濾介過(guò)濾介質(zhì)阻力可略不記質(zhì)阻力可略不記.求求:o 1.若其它條件不變?nèi)羝渌鼦l件不變,過(guò)濾面積加倍過(guò)濾面積加倍,可得多少濾液可得多少濾液?o 若其它條件不變?nèi)羝渌鼦l件不變,過(guò)濾時(shí)間縮短為過(guò)濾時(shí)間縮短為1.5h,可得多少可得多少濾液濾液?o 若其它條件不變?nèi)羝渌鼦l件不變,過(guò)濾壓強(qiáng)差加倍過(guò)濾壓強(qiáng)差加倍,可得多少濾液可得多少濾液?o 若在原壓強(qiáng)差下過(guò)濾若在原壓強(qiáng)差下過(guò)濾3h,用用4 m3水洗滌濾餅水洗滌濾餅,洗滌洗滌時(shí)間為多少時(shí)間為多

4、少?洗水性質(zhì)與濾液相近洗水性質(zhì)與濾液相近.化工原理習(xí)題非均相物系的分離習(xí)題課非均相物系的分離習(xí)題課o 已知某板框過(guò)濾機(jī)有26個(gè)框，邊長(zhǎng)為81081045mm，過(guò)濾推動(dòng)力為0.3MPa，過(guò)濾常數(shù)為5.510-5m2/s,o v=0.065m3/m3, qe=0.012m3/m2,o 輔助時(shí)間為40min,求：o 1.推導(dǎo)過(guò)濾機(jī)最大生產(chǎn)能力時(shí)過(guò)濾時(shí)間、洗滌時(shí)間、輔助時(shí)間關(guān)系；o 2.當(dāng)用0.1倍濾液量的洗水進(jìn)行洗滌，求濾框充滿(mǎn)濾餅時(shí)生產(chǎn)能力；o 3.當(dāng)過(guò)濾后不洗滌，最大生產(chǎn)能力?；ぴ砹?xí)題非均相物系的分離習(xí)題課非均相物系的分離習(xí)題課四四.流量為流量為1m3/s的的20常壓含塵氣體在進(jìn)入反應(yīng)器常壓

5、含塵氣體在進(jìn)入反應(yīng)器之前需要盡可能除去塵粒并且升溫到之前需要盡可能除去塵粒并且升溫到400 .已知已知固粒密度固粒密度p=1800kg/m3,降塵室底面積為降塵室底面積為65m2.求求:1.先除塵后升溫理論上能除去的最小顆粒直徑先除塵后升溫理論上能除去的最小顆粒直徑;2.先升溫后除塵理論上能除去的最小顆粒直徑先升溫后除塵理論上能除去的最小顆粒直徑;3.欲更徹底地除區(qū)塵粒欲更徹底地除區(qū)塵粒,對(duì)原降塵室應(yīng)如何改造對(duì)原降塵室應(yīng)如何改造20：氣體密度：氣體密度1.205kg/m3,黏度黏度1.8110-5Pa.s; 60 :氣體密度氣體密度0.524kg/m3, 黏度黏度3.3110-5Pa.s化工原

6、理習(xí)題非均相物系的分離習(xí)題課五五.采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。降塵室底面積為降塵室底面積為10，高，高1.6m。操作條件下。操作條件下氣體密度為氣體密度為0.5kg/m3，黏度為，黏度為2 10-5Pa s，顆粒密度為，顆粒密度為3000 kg/m3。氣體。氣體體積流量為體積流量為5m3/s。試求：。試求：o （1）可完全回收的最小顆粒直徑；）可完全回收的最小顆粒直徑；o （2）如將降塵室改為多層以完全回收）如將降塵室改為多層以完全回收20 m的顆粒，求多層降塵室的層數(shù)及板間距。的顆粒，求多層降塵室的層數(shù)及板間距。 化工原理習(xí)題 傳 熱o

7、 在套管換熱器中用120的飽和蒸汽在環(huán)隙間冷凝以加熱管內(nèi)湍流流動(dòng)的苯。苯的流量為4000 kg/ h，比熱容為1.9kJ/kg，溫度從30升高到60。蒸汽冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)為10000W/ m2，,管內(nèi)側(cè)污垢熱阻為，管壁熱阻、管外側(cè)污垢熱阻及熱損失忽略不計(jì)。換熱管為的鋼管，有效長(zhǎng)度為12m。試求：o （1）飽和蒸汽流量（其冷凝潛熱2204kJ/kg）； （2）管內(nèi)苯的對(duì)流傳熱系數(shù)； o （3）當(dāng)苯的流量增加50%，其它條件不變，苯的出口溫度為多少？化工原理習(xí)題吸收習(xí)題課一、填料吸收塔某截面上的氣、液相組成為y=0.05.x=0.01（皆為溶質(zhì)摩爾分率），氣膜體積傳質(zhì)系數(shù)kya=0.03kmol

8、/(m3s)，液膜體積傳質(zhì)系數(shù)kxa=0.02kmol/(m3s)，若相平衡關(guān)系為y=2.0 x，試求兩相間傳質(zhì)總推動(dòng)力、總阻力、傳質(zhì)速率以及各相阻力的分配?；ぴ砹?xí)題二 、在填料吸收塔中,用清水吸收含有溶質(zhì)A的氣相混合物,兩相逆流操作。進(jìn)塔氣體初始濃度為5%（A體積%），在操作條件下相平衡關(guān)系為y=3.0 x，試分別計(jì)算液氣比為4和2時(shí)的出塔氣體的極限濃度和液體出口濃度?；ぴ砹?xí)題 三.在一填料層高度為5米的填料塔內(nèi),用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵腥苜|(zhì)組分.當(dāng)液氣比為1.0時(shí),溶質(zhì)回收率可達(dá)90%.在操作條件下氣液平衡關(guān)系為y=0.5x.現(xiàn)改用另一種性能較好的填料,在相同的操作條件下,溶質(zhì)回收率可

9、提高到95%,試問(wèn)此填料的體積吸收總系數(shù)為原填料的多少倍?化工原理習(xí)題四.在逆流操作的填料吸收塔內(nèi),用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中可溶組分.已知吸收劑用量為最小用量的1.5倍,氣相總傳質(zhì)單元高度HOG=1.11m,操作條件下氣、液平衡關(guān)系為y=mx。要求溶質(zhì)的回收率為90%. 試求:1.所需填料層高度.2.在填料塔內(nèi),若將混合氣體的流率增加10%,液體量及氣液相進(jìn)塔濃度不變,求溶質(zhì)的回收率.已知KyaG0.7.化工原理習(xí)題五.在常壓逆流操作的填料塔中，用某種溶劑吸收混合氣體中的溶質(zhì)。入塔氣中溶質(zhì)的摩爾分率為0.05，入塔液中溶質(zhì)的摩爾分率為0.002，操作液氣比為最小液氣的1.2倍。已知操作條件下mG

10、/L=0.9(m視為常數(shù)），平衡關(guān)系y=mx，與入塔氣成平衡的液相摩爾濃度為0.03。試計(jì)算：1.吸收塔的回收率；2.完成上述分離任務(wù)所需的液相總傳質(zhì)單元數(shù)?；ぴ砹?xí)題六.在一填料吸收塔中吸收混合氣體中的溶質(zhì)組分，吸收劑分為兩股，第一股吸收劑組成為0.004，（摩爾分率，下同），從塔頂加入，第二股吸收劑組成為0.015，從塔中間加入，二股吸收劑流量均為50kmol/h。進(jìn)塔氣體組成為0.05，溶質(zhì)回收率為90%，混合氣體流量為100kmol/h。該塔的氣相總傳質(zhì)單元高度HoG為0.85m，在操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y=0.5X，試求：1.出塔的吸收液組成X1；2.第二股吸收劑加入的適宜位置；

11、3.若將兩股吸收劑混合后從塔頂加入，定性說(shuō)明填料層高度的變化情況，并示意繪出兩種情況下的操作線(xiàn)?；ぴ砹?xí)題精餾習(xí)題課一一 、 正庚正庚烷烷和正辛和正辛烷烷在在110110時(shí)時(shí)的的飽飽和蒸氣和蒸氣壓壓分分別為別為140kPa140kPa和和64.5kPa64.5kPa。試計(jì)試計(jì)算混合液由算混合液由正庚正庚烷烷0.40.4和正辛和正辛烷烷0.60.6（均（均為為摩摩爾爾分?jǐn)?shù)）分?jǐn)?shù)）組組成成時(shí)時(shí)，在，在110110下各下各組組分的平衡分分的平衡分壓壓、系、系統(tǒng)統(tǒng)總壓總壓及平衡蒸氣及平衡蒸氣組組成。（此溶液成。（此溶液為為理想溶液）理想溶液）化工原理習(xí)題精餾習(xí)題課二二 、 某連續(xù)精餾塔，泡點(diǎn)進(jìn)料，已

12、知操作線(xiàn)某連續(xù)精餾塔，泡點(diǎn)進(jìn)料，已知操作線(xiàn)方程如下：方程如下： 精餾段：精餾段：y y=0.8=0.8x x+0.172+0.172 提餾段：提餾段：y y=1.3=1.3x x-0.018-0.018試求：原料液、餾出液、釜液組成及回流比試求：原料液、餾出液、釜液組成及回流比?；ぴ砹?xí)題精餾習(xí)題課 三、在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某二元理想混合液體,原料液流量為100kmol/h,組成為0.4(易揮發(fā)組分的摩爾分率,下同)要求餾出液組成為0.9,釜液組成為0.1. 求: 1.餾出液和釜?dú)堃旱牧髁? 2.若每小時(shí)從塔頂采出50kmol/h餾出液,工藝要求應(yīng)做如何改變?化工原理習(xí)題精餾習(xí)題課 四、 在

13、一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某二元混合液體,餾出液組成為0.94,釜液組成為0.04(均為易揮發(fā)組分的摩爾分率),此塔的q線(xiàn)方程為 y=6x-1.5 , 回流比為最小回流比的1.6倍操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為2.求:1.精餾段操作線(xiàn)方程;2.提餾段操作線(xiàn)方程化工原理習(xí)題精餾習(xí)題課五、在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某二元混合液體,飽和液體進(jìn)料,進(jìn)料組成0.5,塔頂餾出液組成為0.9,釜液組成為0.05(以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率),操作條件下物系的相對(duì)揮發(fā)度為3,回流比為最小回流比的2倍.塔頂設(shè)全凝器,泡點(diǎn)回流,塔釜間接蒸汽加熱.求:1.進(jìn)入塔頂?shù)谝粚永碚摪宓钠嘟M成 ;2.離開(kāi)最后第一層理論板的液相組成 化工

14、原理習(xí)題精餾習(xí)題課六、 有兩股苯與甲苯的混合液，其組成分別為0.5 及0.3（苯的摩爾分率，下同）流量均為60kmol/h，在同一塔內(nèi)進(jìn)行分離。第一股進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn)料，第二股為飽和蒸汽進(jìn)料。要求餾出液組成為0.95，釜液組成為0.04，操作回流比為最小回流比的1.6倍，物系的平均相對(duì)揮發(fā)度2.47。求：1.塔頂與塔底產(chǎn)品的流量；2.最小回流比；3.兩股進(jìn)料之間的操作線(xiàn)方程 ?；ぴ砹?xí)題精餾習(xí)題課o 七、在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離二元理想溶液七、在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離二元理想溶液. .塔頂采用分凝器和全凝器塔頂采用分凝器和全凝器. .分凝器向塔內(nèi)提分凝器向塔內(nèi)提供泡點(diǎn)溫度的回流液供泡點(diǎn)溫度的回流液, ,

15、其組成為其組成為0.88;0.88;全凝器全凝器得到的產(chǎn)品組成為得到的產(chǎn)品組成為0.95,0.95,原料液組成為原料液組成為0.5(0.5(以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率以上均為易揮發(fā)組分的摩爾分率, ,下同下同).).離離開(kāi)第一層理論板的液體組成為開(kāi)第一層理論板的液體組成為0.79.0.79.泡點(diǎn)進(jìn)泡點(diǎn)進(jìn)料料. .塔釜間接蒸汽加熱塔釜間接蒸汽加熱. .試求試求:1.:1.操作回流比操作回流比;2.;2.最小回流比最小回流比. .化工原理習(xí)題精餾習(xí)題課化工原理習(xí)題化工原理習(xí)題精餾習(xí)題課化工原理習(xí)題干燥習(xí)題課一、已測(cè)得某非多孔性濕物料的初始含水量為0.25 (干基,下同) ,臨界含水量為0.10,

16、平衡含水量為0.04.求該物料的自由水分并估算該物料的結(jié)合水分及非結(jié)合水分 .將該物料干燥到含水量0.07,所用時(shí)間為1.2小時(shí);若干燥到含水量0.05,所用時(shí)間為多少? (降速階段干燥速率曲線(xiàn)近似為直線(xiàn))化工原理習(xí)題干燥習(xí)題課二、在連續(xù)干燥器中,濕物料的處理量為1kg/s, 含水量由3.5%降到0.5%. (均為濕基) ,空氣初始溫度為25 ,濕度為0.005kg/kg干空氣. 空氣進(jìn)入干燥器時(shí)的溫度為140 . 若離開(kāi)干燥器時(shí)的溫度選定為為60 和40 .試分別計(jì)算所需空氣用量( kg干空氣/s)和預(yù)熱器耗熱量（kW）.又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)備中溫度降了10 ,試分析以上兩種情況下物料是

17、否返潮? (假設(shè)干燥過(guò)程為理想過(guò)程, 50 時(shí), 水的飽和蒸汽壓為12.34kPa,30 時(shí)水的飽和蒸汽壓為4.25kPa)化工原理習(xí)題干燥習(xí)題課三.在連續(xù)干燥器中,濕物料的處理量為0.8kg/s, 含水量由0.05降到0.01. (均為濕基) ,空氣初始溫度為20 ,濕度為0.005kg/kg干空氣,空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的溫度為55 ,為保證干燥產(chǎn)品的質(zhì)量,要求空氣進(jìn)入干燥器時(shí)的溫度不超過(guò)90 .試求以下兩種情況下所需空氣用量( kg干空氣/s)和預(yù)熱器耗熱量（kW）.假設(shè)干燥過(guò)程為理想過(guò)程.1.將新鮮空氣預(yù)熱到90 進(jìn)入干燥器;2.采用廢氣循環(huán),循環(huán)氣中絕干空氣 量為干燥器出口廢氣中絕干空氣量的2/3,混合氣溫度為90 ,再進(jìn)入干燥器. 3.比較先混合再預(yù)熱和先將空氣加熱到一定溫度再混合,進(jìn)干燥器混合氣溫度都為90 預(yù)熱器所需熱量有何變化?化工原理習(xí)題干燥習(xí)題課四、在常壓逆流干燥器中,將某種濕物料由含水量由3.5%干燥到0.2%. (均為濕基) ,濕物料進(jìn)入干燥器時(shí)的溫度為24 ,出干燥器時(shí)的溫度為