1、1课堂练习 11、粘度为 1.210-3 Pas，密度为 1100 kgm-3的某溶液，在一个外管为 57 mm3.5 mm，内管为 25 mm2.5 mm 所套装而成的环形通道中流动，其质量流量为 9.9103 kgh-1，试判断溶液在环形导管中的流动型态。解：已知: D=0.057-20.0035=0.05 m , =1.210-3 Pas , =1100 kgm-3,qm=9.9103 kgh-1,d=0.025 m,则当量直径 d e=D-d=0.025 m体积流量 qV= = =9.0 m3h-1310.9u= = =1.70 ms-1S)025.(46Re= = =3.910440
2、00 呈湍流。ude312.7052、温度为 20 的水（密度为 1000 kgm-3，粘度为 1.010-3 Pas）流过长 10.0 m，内径 10.0 mm 的导管。已知管中心水的流速为 umax=0.09 ms-1，试求：水通过上述导管引起的压降。解：按 umax计算雷诺数：(Re)max= = =900kY ,KY k Y(3) 用水吸收氨的过程是气膜控制过程。因而液膜阻力可以略去。NA=kY (Y -Yi )= kX (Xi X) Yi =mXi =0.822Xi = 又 Xi =iYi082.=01286.ii 134.Yi =5.1410-2Xi =6.2610-24、在一填料
3、塔中,在定态逆流操作下用水吸收空气中的丙酮。已知进入塔内的混合气中含丙酮的摩尔分数为 0.060,其余为空气,进塔水中不含丙酮,出塔尾气中丙酮的摩尔分数为0.019,平衡关系式为 Y*=1.68 X。若操作液气比 qC/qB =2.0,填料层填充高度为 1.2 m,试求:该填料层的气相传质单元高度。解： Y1 = = =0.0638y06.Y2 = = =0.0194y19.X1= (Y1-Y2)= =0.0222FBC06384.Y1 *=1.68X1=1.680.0222=0.0373X2=0Y2 *=08Ym = =0.02310638701943.ln.H0G = = =0.624 m
4、N0Gm122068194- .课堂练习 41、用一连续精馏装置，在常压下分离含苯的质量分数为 0.31 的苯-甲苯溶液。若要求塔顶产品中含苯的质量分数不低于 0.98,塔底产品中含甲苯的质量分数不低于 0.988,每小时处理量为 8716 kg，操作回流比为 2.5，试计算：(1)塔顶及塔底产品的摩尔流量；(2)精馏段上升蒸气的摩尔流量及回流液的摩尔流量。解：（1）求 Fd 和 Fw xf= =0.3463178692xd= =0.98378xw= =0.0141129.Mf=0.34678+(1-0.346)92=87.16Ff= =100 kmolh-1 8761.由全塔物料衡算：Ff
5、= Fd+Fw Ff xf=Fdxd+ Fwxw 代入数值得：100= F d +Fw1000.3460.983 F d +0.0141Fw解得 Fw =65.75 kmolh-1=18.26 mols-1Fd=34.25 kmolh-1=9.51 mols-1(2) 求上升蒸气的摩尔流量 FV ；FV=FL+Fd=RFd+Fd=(R+1)Fd=(2.5+1)9.51=33.30 mols-1(3) 求回流液的摩尔流量 FL ：FL=RFd=2.59.51=23.78 mols-12、已知苯-甲苯体系的相对挥发度 =2.42。在全回流时，测得相邻三块塔板上液体出口苯的摩尔分数分别为 0.20,
6、0.30,0.43 试求中间一块塔板以液相浓度差表示的单板效率。解： 依题意可知 xn -1=0.43 , xn =0.30 , xn +1=0.20因全回流 yn =xn -1=0.43又 yn *= n)1(9则 0.43= nx42.1xn*=0.238= =0.677=67.7%nx1*0328.3、用连续精馏塔分离含苯的摩尔分数为 0.50,含甲苯的摩尔分数为 0.50 的混合液,要求馏出液含苯的摩尔分数为 0.90,残液含苯的摩尔分数为 0.10,泡点进料,已知原料液进料量为200 kmolh-1,塔釜产生的蒸气量为 300 kmolh-1。试求:(1) 馏出液及残液量的摩尔流量,
7、 kmolh -1; (2) 精馏段操作线方程和提馏段操作线方程的具体表达式。解： (1) Ff = Fd+Fw Fd=100 kmolh-1Ff xf=Fdxd+ Fwxw Fw=100 kmolh-1(2) FV=FV=300 kmolh-1FL+Fd=FV 则 FL=FV-Fd=200 kmolh-1R= =2 = =0.3d1231Rx精馏段操作线方程为 y= x+0.3q=1 (泡点进料) FL=FL+Ff=400 kmolh-1 = =Lw43w1043.提馏段操作线方程为:y =1.33x-0.033。4、某一连续精馏塔分离 AB 混合液，塔顶为全凝器。系统相对挥发度为 2.4,
8、精馏段操作线方程为： yn +1=0.75xn+0.15。若从第一块板下降液体中易挥发组分的摩尔分数为 0.50,试求该塔板的单板效率。解： =0.75 R=31=0.15 xd=0.60d塔顶为全凝器：y 1=xd=0.60y1*= =0.70612405().().y2=0.75x1+0.15=0.750.50+0.15=0.525=0.41ny2160752*.解得10课堂练习 51、在活塞流反应器（PFR）和全混流反应器（CSTR）中分别进行同一简单二级液相反应，且初始体积流量 qV,0和初始浓度 cA,0均相同，若最终转化率为 50，求 CSTR 的容积效率（ VPFR/VCSTR）
9、 。解：(-r A)=kcA2VPFR=qV ,0cA,0 =qV ,0cA,0 =0)(-dxrA02A2,)1(dxk)1(A,0xkcqVVCSTR=qV ,0 =A,2A,0)1(xk两式相比得容积效率=1-xA=1-0.5=0.5CSTRPF2、在全混流反应器中进行二级不可逆反应 AR，反应速度方程为(- rA)=kc ，转化率为250。如果改用体积相同的活塞流反应器（PFR）操作，其余条件保持不变，问转化率为多少？解：对于 CSTR：xkcA,0()12kcA,0 = =2xA().()0522改用 PFR 后，依 =cA,0 积分得：A02A2,)1(dxkkcA,0 = =2xA1xA= =0.667233、在两个体积相等的串联组合全混流反应器中进行液相一级反应，AB+R若物料的体积流量 qV,0=0.01 m3s-1，反应速度常数 k=0.23 s-1，试求转化率达 95时，所需反应器的总体积。解： xA=1- ,k=0.23 s-112()
