化工原理（下册-谭天恩主编）课后习题解答（第二、三版皆适用 ）.pdf

第八章传质进程导论67在St三k/um中的平均流速um是空气在平均温度Tm=(320+313)/2=316.5K下的流速，um与初速u1=6ms一1的关系是（暂不考虑压力变化的影响，由以下求得的压降甚小验证)：um=4(316.5/320)=6(316.5/320)=5.93ms-1于是k=Stum=(4.75X10-3)5.93=0.0282ms1从热量传递与动量传递间的类比，有A=8St(Pr)2/3=8(4.2910-3)0.6123=0.0273得4p=A0=002732118X5.93=13,42式中，为空气在平均温度316.5K下的密度：=28。=1.18kgm压降p=13.4Pa与标准大气压1.013105Pa相比甚小，对空气密度（及流速）的影响可以忽略。第九章吸收9-1总压101.3kPa、含NH5%(体积分数)的混合气体，在25下与浓度为1.71kmolm3的氨水接触，试判别此过程的进行方向，并在pc图上示意求取传质推动力的方法。解氨-水平衡关系列在本章附录二中，需将题中组成化为其中的单位，以便比较。气相氨分压p=101.30.05=5.065kPa液相组成换算要用到密度p,暂取为p=990kgm-3(参考例9-2，温度较高p较小)。对c=1.71kmolm-3氨水，每立方米含氨1.7117=29.1kg,含水990-29.1=960.9kg;故100kg水中含氨100(29.1/960.9)=3.03kg。与附录二比较，氨水组成为3kg氨(100kg水)-1时，25下的平衡氨分压为3.13kPa,比题给氨分压低，故知过程方向应为吸收。（注：虽然氨水密度的估计稍有误差，但不影响过程方向。作图从略)9-2含CO23%(体积分数)的CO2-空气混合气，在填料塔中用水进行逆流吸收，操作压力（绝）为200kPa、温度为25，试求出塔的100g水中最多可溶解多少克CO2？其浓度又为多少？解出塔水的最大浓度系与逆流进塔的气体平衡，此时CO2的分压p=Py=2000.03=6kPa。查本章附录一，25下CO2溶于水的亨利系数E=166MPa。按式(9-5)，液相平衡组成为x”=是-166210=3.61X105molA,moA+B-6而西m=(0)x()r=(借)3.61105=88410gA(gs)1即8.8410-3gC02(100g水)-1浓度c=Cx(e)(100/18)(3.61105)=2.01X103km0lm9-3总压101.3kPa、含CO26%(体积分数)的空气，在20下与CO2浓度为3molm3的水溶液接触，试判别其传质方向。解空气中CO2的分压p=101.30.06=6.08kPa,水溶液的CO2摩尔分数x=c/C,式中，C为溶液的总浓度，C1000/18.02=55.5kmolm-3。溶液的CO2平衡分压按式(9-5)即p*=E.x计算，而20下的E从本章附录一查得为144MPa。故p*=Ex=Ec/C=(144103)(310-3/55.5)=7.78kPa可知pp,过程为脱吸。9-4焦炉煤气（标准状态）含粗苯30gm-3,流量10000m3h-1,经洗油吸收后(见图9-1)，降为1.5gm-3,求粗苯的吸收率和吸收量。设粗苯的平均摩尔质量可取为100kgkmol-1.