天津大学版-化工原理下册课后答案.pdf

第七章传质与别离过程概论

1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。入塔混合气中氨含量5.5常（质量分数，下同），吸收后出塔

气体中氨含量0.2告，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比、。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数和。

进、出塔气体中氨的摩尔比、

由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔匕近似等于摩尔分数。

2.试证明由组分A和B组成的双组分混合物系统，以下关系式成立：

1（）

2（）

解：1（）

由于

故

2（）

故

3.在直径0.012m、长度0.35m的圆管中，C。气体通过N2进行稳态分子扩散。管内N2的温

度373K,总压101.3kPa,管两端CO的分压分别7。.0kPa和7.0kPa,试计算CO的扩散

通量。

解：设A-CO:B-N2

查附录一得

4.在总压101.3kPa,温度273K下，组分A自气相主体通过厚度0.015m的气膜扩散到催

化剂外表，发生瞬态化学反响。生成的气体B离开催化剂外表通过气膜向气相主体扩散。气膜的气相主体

一侧组分A的分压22.5kPa,组分A在组分B中的扩散系数1.85x10-5m2/s试计算组分A和

o

组分B的传质通量和。

解：由化学计量式

可得

代入式7（-25）,得

别离变量，并积分得

5.在温度278K的条件下，令某有机溶剂与氨水接触，该有机溶剂与水不互溶。氨自水相向有机相扩

散。在两相界面处，水相中的氨维持平衡组成，其值0.022:摩尔分数，下同），该处溶液的密度

998.2kg/m3；在离界面5mm的水相中，氨的组成0.085,该处溶液的密度997.0kg/m3o

278K时氨在水中的扩散系数1.24x10-9m2/s试计算稳态扩散下氨的传质通量。

o

解：设A-NH3;B-H2O

离界面5mm以点1、两相界面必点2,那么氨的摩尔分数

9

点1、点2处溶液的平均摩尔质量

溶液的平均总物质的量浓度

故氨的摩尔通量

6.试用式（7-41）估算在105.5kPa、288K条件下，氢气A（）在甲烷B（）中的扩散系数。

解：查表7-1,得

m3/mol

查表7-2,计算出

由式7-41

7.试采用式（7-43〕估算在293时二氧化硫A（）在水B（）中的扩散系数。

解：查得293K时水的黏度

查表7-3,得

查表7-4,得

n3/mol

由式（7-43）

8.有一厚度8mm、长度800mm的蔡板。在蔡板的上层外表上有大量的45勺常压空气沿

水平方向吹过。在45°CF,蔡的饱和蒸汽压73.9Pa,固体票的密度1152kg/m3,曰有关公式

计算得空气与蔡板间的对流传质系数0.0165m/s试计算蔡板厚度减薄5%所需要的时间。

o

解：由式7（-45J计算蔡的传质通量，即

式中空气主体中祭的浓度，因空气流量很大，故可认；蔡板外表

处气相中蔡的饱和浓度，可通过蔡的饱和蒸气压计算，即

knol/m3

设禁板外表积S,由于犷散所减薄的厚度b,物料衡算可得

第八章气体吸收

1.在温度40℃压力101.3kPa的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压15.0kPa时，氨在

水中的溶解度76.6gN（H3）