化工原理习答案题2010.19

第一章 流体流动习题答案

o

1.试计算空气在真空度为41.3kPa及－40C时的密度。（79%的N2和21%的O2） 解：绝压P＝大气压－真空度＝101.33-41.3=60.03kPa

M平=79%×28+21%×32=28.84kg/kmol

M平?p28.84?60.03?平???0.893kg/m3RT8.314?(273.15?40)

2..某蒸汽压力表上的读数为167kPa,当地当时大气压计的读数为100kPa，试查出蒸汽的饱和温度.(查教材附录饱和水

蒸气表)。

解:蒸汽绝压=大气压+表压=167+100=267kPa 查饱和水蒸气表,蒸汽的温度约为130℃

3.如本题附图所示,测压管分别与三个设备A,B,C相连通,连通管的下部是水银,其密度为13600kg/m3,上部是水,其密度为1000kg/m3,三个设备内的水面在同一水平面上.问: (1)1、2、3三处压力是否相等？ （2）4、5、6三处压力是否相等？

（3）若h1＝100mm，h2＝200mm，且知设备A直接通大气（大气压力为101.33kPa）。求B、C两设备内水面上方

的压力 解

(1)p1?p2?p3不成立，因1.2.3三点的截面之间不属于同一种连续的流体.

(2) p4?p5?p6成立,因4.5.6三点的截面之间处于属于同一种静止的,连通的,连续的流体.

(3)若求pB,pC,先找等压面.由(2)知, p4?p5?p6,由此三点列静力学方程并设1、2、3三点到液面的距离为H。A点与大气相通，pA?pa?1.0133?105kPa 则 ?p4??p??5??p6??p??4pA?(H?h2)?H2OgpB?(H?h2?h1)?H2Og?h2?Hgg pC?H?H2Og?h2?Hggp5?p6推导出

pB?pA?(?H2O??Hg)h1g?1.0133?105?(1000?13600)?0.1?9.81?88.9kPapC?pA?(?H2O??Hg)h2g?1.0133?105?(1000?13600)?0.2?9.81?76.6kPa

4．比压计中水银面的高度差h=0.36m,其它液体为水。A、B两容器高度位置差为1m，如图所示，试求A、B两容器中心处压力差PA-PB.

解：找等压面列静力学方程。 由图示知等压面有：

7

1

p1?p2;p5?p6;p3?p4

设A点到1点垂直距离为H；则

pA?p1?H?H2Og pB?p4?(H?1)?H2Og

则

pA?pB?p1?p4??H2Og

而

p5?p2?h?H2Og?p1?h?H2Og

p6?p3?h?Hgg?p4?h?Hgg

则p1?p4?h(?Hg??H2O)g

pA?pB?h(?Hg??H2O)g??H2Og?0.36?(13600?1000)?9.81?1000?9.81?34.65kPa

5.如图所示，用真空计测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kN/m,敞口油箱中油面比水箱水面低H=1.5m,水银比压计的读数为h1=5.61m，h2=0.2m。求油的密度。

解：找等压面列静力学方程:由图示知p1?p2，pB?pa;pA?pa?980Pa

2

p1?pA?(H?h1?h2)?H2Og

p2?pB?h1?oilg?h2?Hgg

?oil?则

(H?h1?h2)?H2Og?980?h2?Hggh1g

?(1.5?5.61?0.2)?1000?9.81?980?0.2?13600?9.81?800.4kg/m35.61?9.813

6．如图所示，密度为850kg/m的料液从高位槽送入塔中,高位槽内的液面恒定,塔内表压力为9.807×10Pa,进料量

3

为5m/h,连接管为φ38×2.5mm的钢管，料液在连接管内流动的能量损失为30J/kg,问高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少米?

解：以高位槽液面为1-1’,以虹吸管出口内侧为2-2’，并以2-2’为基准水平面0-0’。 在1-1’及2-2’间列柏努利方程

pp1212z1g?m1?um1?We?z2g?m2?um2?hf

?2?27

2

3

因：z2=0，Pm1=0(表压)；Pm2=9.807×10Pa(表压)；外加功We=0, um1=0 在

3

则

um2z1g??2?hf?2pm2z1?98071.6230???4.37m9.81?8502?9.819.812

因此，高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37m，才可正常工作。

7. 如图所示,用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,个部分相对位置如图所示。管路的

3

直径均为φ76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×10Pa。水流经吸入管和排出管(不包括喷

22

头)的能量损失分别按∑hf1＝2u和∑hf1＝12u计算，u为吸入管和排出管中流体的流速，排水管与喷头连接处的压

3

力为98.07×10Pa(表压),试求泵的有效功率。

解：列两次柏努利方程.现以水槽液面为1-1’截面,以泵吸入口为2-2’截面,液面为基准水平面列柏努利方程.

z1g?

pm1p1212?um1?We?z2g?m2?um2?hf ?2?2Z1?0,Z2?1.5m,pm1?pa;pm2?pa?24.66kPaum1?0;We?0;hf?2u则

2m

0?1.5?9.81?um2?2m/s?24.66?1000122?um2?2um2 998.22再以水槽液面为1-1’截面,以喷嘴前为2-2’截面,液面为基准水平面列柏努利方程.

z1g?

pm1p1212?um1?We?z2g?m2?um2?hf ?2?2Z1?0,Z3?14m,pm1?pa;pm3?pa?98.07kPa2um1?0;hf?14um;um3?2m/s

We?z2g?1?um2?h?22f

98070?14?9.81??14.5?22?293.59J/kg998.2pm21Pe?We?qv??We??D2?um? 4?293.59?0.785?0.0712?1.99?998.2?2319.4W8．如图所示之文德利管，已知d1＝150mm，d2＝100mm，水银比压计△h＝200mm，若不计流动阻力损失，求流量。 解:在1点和2点之间列柏努利方程

22pm1umpm2um1z1???He?z2??2?Hf

?g2g?g2g7 3

因

Z1?Z2He?0,Hf?0pm1?pm2?(?Hg??H2O)?hg?(13600?1000)?0.2?9.81?24721.2Pa

由连续性方程知

11um1??D12?um2??D22442D102um1?2?u?()?um2?0.444um2m2D121522pm1?pm2umum1??2?g2g2g 24721.22?(0.444um2)2/2?um2/21000um2?7.86m/sum1?0.444?7.86?3.49m/s1qv??D12um1?0.785?0.152?3.49?0.0616m3/s?222m3/h

4qm?qv??0.0616?1000?61.6kg/s

9．一圆管输送10℃的水，流量为30cm/s,若在L=15m的管路上测得水的压头损失hf=20mmH2O,设流动状态为层流,求管道直径。

解：圆管直径为D,

3

?水的粘度??1.3077?10?3Pa?s 10℃? 3水的密度??999.7kg/m?则流速

um?qV1?D24?qV0.785D2

假设为层流

2由 H??Lum,

fD2g???232L?(qv0.785D2)?LqV64?LumHf???40.76Dum?D2gD2?gg?D4D4?40.671.3077?10?15?3?10999.7?0.02?9.81?3?5646464??? ReDum?Dum?

D=1.87×10-2m=18.7mm 选管ф22×1.5mm无缝钢管,D=19mm

7 4

3?10?50.019??999.72Dum?0.785?0.019Re???1538?2000 核算?3?1.3077?10假设层流成立 选管：ф22×1.5mm

10当流 体以15m/h的流量在10m长,规格为Φ89×4.5mm的水平无缝直圆管内稳定流动时,试计算其压头损失和压

力损失,并判断流体的流动类型。

（流体的密度800kg/m;粘度0.002PaS;λ取0.03,g=9.81m/S）。 解： um?qv1?D24Dum??15/3600?0.829m/s0.785?0.0820.08?0.829?800?26528?4000属湍流0.0023

2

3

Re???Lu2m100.08292Hf???0.03???0.131m

D2g0.082?9.81L?u2m10800?0.8292pf???0.03???1030.86Pa

D20.08211．如图所示两个敞口容器位置，输送20℃的二氯乙烷2m/10min，试求泵所提供的有效压头。

已知：二氯乙烷粘度8.3×10Pa.s，密度1250kg/m,z1=2m,z2=14m,管长共20m, 管子规格φ59×3mm，管路上装0

有90标准弯头10个,全开闸门2个,单向阀1个(ξ取2.0),e取0.3mm. 解：以储罐的液面为1-1′，以高位槽液面为2-2′，以1-1′为基准水平面。 列柏努利方程

2pm2umpm1um12z1???He?Z2??2?Hf?g2g?g2g－4

3

3

因Pm1=Pm2=Pa um1＝um2?0 Z2-Z1=12m 则He=( Z2-Z1)+Hf=12＋hf 阻力计算

管长L=15m 管经：D=53mm

um吸 流速：

qV10?60?1.51m/s??220.785D吸0.785?0.0532

Re?7

Dum???0.053?1.51?12505?1.21?10

8.3?10?45

20/3600um1???2.831m/s2 10.785?0.052?D142um?2.8312Hg??Hs???Hf(0?1)?7.2??0.2?6.59m2g2?9.81

qV水面下降到离泵中心轴线6.59m以下，泵有可能发生气蚀.

5用离心泵从真空度为360mmHg的储槽往高位反应器内输送液体,所选泵的必需气蚀余量为4.5m,液体的密度为900kg/m3,输送温度下液体的饱和蒸汽压为200mmHg,吸入管路的流动阻力损失为0.2m..求泵的安装位置,若储槽为敞口,则泵的安装位置又如何?

解：(1)

［?h］＝?hr+0.5＝4.5+0.5＝5m

Hg?P0?pv???h??Hf(0?1)?g(760?360)?200?101330760??5?0.2??2.18m 900?9.81

泵应安装在液面以下2.18m，

(2)

［?h］＝?hr+0.5＝4.5+0.5＝5m

Hg?P0?pv???h??Hf(0?1)?g760?200?101330760??5?0.2?3.26m 900?9.81 泵应安装在液面以上3.26m以下， 第四章 过滤与沉降作业

1．用小型板框压滤机对某种滤浆进行恒压过滤实验，测得数据列于下表： 过滤时间t(s) 滤液体积v(1) 0 0 12．3 1．0 230．2 2．0 53．7 3．0 283．0 4．0 117．9 5．0 过滤推动力为0.2MPa,过滤面积为0.1m,试求恒压过滤方程式(q+qe)=K(t+te)中的过滤常数k.qe.te。 解：

?t222?q?qe Kte?qe ?qKK0.01 12.3 0.005 0.01 12.3

0.02 30.2 0.015 0.01 17.9

0.03 53.7 0.025 0.01 23．5

0.04 83 0.035 0.01 29.3

0.05 117.9 0.045 0.01 34.9

单位面积滤液量（m3/m2）q 0

过滤时间（s） 0

q（m3/m2

）

Δq值（m3/m2）

Δt值（s）

7 11

?t值 ?q用数据做图：

1230 1790 2350 2930 3490

?t～q图 ?q400035003000250020001500100050000y = 56600x + 943R2 = 10.010.020.030.040.05

求得斜率（查图）：

22?56600s/m2 ?qe?943s/m KK?5求得 K?3.5336?10m2/s qe?0.01666m3/m2

Kte?qe2qe20.016662 te??7.855S ?5K3.5336?102．在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤机过滤面积为0.6m，过滤10分钟得滤液0.12m,再过滤10分钟又

3

得滤液0.06m，如果继续过滤10分钟，可再得多少滤液？

解：由实验数据得，t1＝10min＝600时，q1?2

3

V10.12??0.2m3/m2 A0.6V20.12?0.06??0.3m3/m2 A0.6

t2＝10＋10min＝20min＝1200s时，q2?将上面两组数据代入恒压过滤方程q2＋2qqe＝K t，得：

0.22＋2×0.2×qe＝K×600 0.32＋2×0.3×qe＝K×1200

联立以上二式，解得：qe＝0.05m3／m2 K＝1×10

－4

m2／s

－4

本题条件下的恒压过滤方程为：

q2＋2×（0.05）q＝1×10

－

t

整理，得： q2＋0.1q＝1×104 t

当t3＝30min＝1800s时，代入恒压过滤方程：

q32＋0.1q3＝1×104×1800

－

解得：q3＝0.377 m3／m2

7

12

V3＝q3 A＝0.377×0.6＝0.2262m 再过滤20分钟得滤液量 ? V为：

?V＝0.2262－（0.12＋0.06）＝0.0462m3

-52

3．于0.4MPa（表压）恒压下测得某悬浮液的过滤常数K=5.1×10m/s

3233

qe=0.0126m/m，又测得滤饼体积与滤液体积之比v为0.02m/m,现拟用一台BAS20/528-25型板框压滤机处理这种悬浮液,所用滤布及操作条件与实验时相同。

（1）试计算滤框充满滤饼时的过滤时间及获得的滤液量；

（2）若滤饼不需洗涤，每次卸渣、重装等辅助操作需12mim，试计算此板框压滤机的生产能力（滤液是产品）； （3）若每次过滤完毕用相当于滤液体积1/10的清水洗涤滤饼，洗水粘度与滤液相同，过滤推动力不变，求洗涤滤饼所需时间及这台板框压滤机的生产能力；

解：（1）te＝qe2／k＝0.01262／5.1×105＝3.11 s

－

3

恒压过滤方程：（q＋0.0126）2＝5.1×105（t＋3.11）

－

滤板数20/0.528×0.528×2＝36块；滤框数37个 滤框总容积＝0.5282×0.025×37＝0.2579[m3] 总过滤面积＝0.5282×2×36＝20.07[m2] 滤框充满滤饼时获得滤液体积V＝滤框总容积／

V＝0.2579／0.02＝12.894[m3] q＝V/A＝12.894／20.07＝0.6424[m3／m2] 将q值代入恒压过滤方程，即可解得t： （0.6424＋0.0126）2＝5.1×105（t＋3.11）

－

t＝8409.14[s]

（2）生产能力 （3）

qVQ?3600V12.894?3600＝?5.085[m3/h]t＋tD8409.14?12?60tw?

qVQVw（V/10）?2(qE?qe)12.894?2??0.6424?0.0126????1650.22[s]?5AK10?20.07?5.1?10?dvdt?w3600V12.894?3600???4.306[m3/h]t?tw?tD8409.14?1650.22?720-52

3．于0.4MPa（表压）恒压下测得某悬浮液的过滤常数K=5.1×10m/s

3233

qe=0.012m/m，又测得滤饼体积与滤液体积之比v为0.03m/m,现拟用一台BAS20/528-25型板框压滤机处理这种悬浮液,所用滤布及操作条件与实验时相同。

（1）试计算滤框充满滤饼时的过滤时间及获得的滤液量；

（2）若滤饼不需洗涤，每次卸渣、重装等辅助操作需10mim，试计算此板框压滤机的生产能力（滤液是产品）； （3）若每次过滤完毕用相当于滤液体积1/10的清水洗涤滤饼，洗水粘度与滤液相同，过滤推动力不变，求洗涤滤饼所需时间及这台板框压滤机的生产能力；

解：（1）te＝qe2／k＝0.0122／5.1×105＝2.82 s

－

恒压过滤方程：（q＋0.012）2＝5.1×105（t＋2.82）

－

滤板数20/0.528×0.528×2＝36块；滤框数37个 滤框总容积＝0.5282×0.025×37＝0.2579[m3] 总过滤面积＝0.5282×2×36＝20.07[m2] 滤框充满滤饼时获得滤液体积V＝滤框总容积／

7

v13

V＝0.2579／0.03＝8.6[m3]

q＝V/A＝8.6／20.07＝0.4285[m3／m2] 将q值代入恒压过滤方程，即可解得t： （0.4285＋0.012）2＝5.1×105（t＋2.82）

－

t＝3801.9[s]

（2）生产能力 （3）

qVQ?3600V8.6?3600＝?7.03[m3/h]t＋tD3801.9?10?60tw?

Vw（V/10）?2(qE?qe)8.6?2??0.4285?0.012????740.21[s]?5AK10?20.07?5.1?10?dvdt?wqVQ?3600V8.6?3600??6.02[m3/h]t?tw?tD3801.9?740.21?600

-5232

4．用间歇式过滤机进行恒压过滤操作，测得过滤常数k=4.18×10m/s,qe= 0.026m/m,在同样条件下进行生

3

产,每一循环的过滤时间为45mim,其他辅助时间为15mim,要求生产能力为6m/h.试计算:

（1）所需过滤面积；

（2）若采用滤框尺寸为528×528×25mm的板框压滤机,需要多少个滤板? 解: (1)

3600V qVQ?t＋tD

qVQ(t?tD)6?(45?15)?60V???6m3

36003600

q2?2qqe?Kt q2?2?0.026q?4.18?10?4?45?60

q?0.311m3/m2

V6

A???19.293m2 q0.311(2) 19.293滤板数=?35块2 0.528?2

滤框数为36块

3

5.用转筒真空过滤机处理某种滤浆,滤液是产品,转筒转速为 n=1r/mim时,生产能力为4m/h,现要求将生产能

3

力提高至6m/h,应将转速调整为每分钟几转?

解：连续过滤 ，生产能力：

7 14

qVQ?465AKn?qVA1n?1n2qVQ22n1?qVQ1??4????????n2?q?VQ2??6?2

n2?12?4????6??2.25r/min6．计算直径为30μm,比重2600kg/m的球形石英颗粒在20℃水中及20℃空气中的自由沉降速度。 解：（1）20℃水

设为层流，20℃水ρ=998.2kg/m3，μ=1.005×10-3Pa·s

3

d2(?s??)g(30?10?6)2(2600?998.2)?9.81?4ut???7.82?10m/s ?318?18?1.005?10dut?30?10?6?7.82?10?4?998.2校核 Ret???0.0233?1 属滞流，假设成立。 ?3?1.005?10（2）20℃空气

设为层流，20℃空气ρ=1.205kg/m3，μ=1.81×10-5Pa·s

d2(?s??)g(30?10?6)2(2600?1.205)?9.81ut???0.0704m/s ?518?18?1.81?106dut?30?1?0?0.07?041.205校核 Ret?属滞流，假设成立。 ??0.140?6 1?5?1.8?1107．20℃时粘度为1.260Pa·s、密度为1050kg/m的甘油一水混合液作分散介质制备灰黄霉素混悬液，灰黄霉素3-6

密度为1300kg/m,要求混悬液中灰黄霉素颗粒的沉降速度小于1×10m/s,试计算此混悬液中灰黄霉素颗粒的粒径应不大于多少微米。

解：设为滞流，20℃时液体ρ=1050kg/m3，ρs=1300kg/m3

μ=1.26Pa·s; ut=0.000001m/s

3

d2(?s??)gut?18?18?ut18?1.26?1?10?6d????s???g(1300?1050)?9.81

2d?96.16?m96.16?10?6?1?10?6?1050校核 Ret???8?10?8?1 属滞流,假设成立.

?1.26dut?8．用落球法测定密度为1280kg/m的液体药剂的粘度。在一容器中盛有高度300mm的待测液体药剂，钢球从液

3

面自由降落至容器底部的时间为10.98s,已知钢球直径为6mm,钢球的密度为7900kg/m,试计算这种液体药剂的粘度。

解：

设为层流，20℃时液体ρ=1280kg/m3，ρs=7900kg/m3

7

15

3

pA?pB?p;xA?xB?1

则

pApB?0?10 pApBpyApyB??100 pApB0.30.7?)?1125105p?110.294kPa p(或者

PA0P?PB0yA?PPA0?PB00.3?125(p?105)

p(125?105)p?110.294kPapy110.294?0.3xA?0A??0.265pA125 xB?1?xA?1?0.265?0.7352． 纯苯（A）与纯甲苯（B）的饱和蒸汽压和温度的关系数据如本题附表所示：

（1） 试利用拉乌尔定律和相对挥发度公式计算苯—甲苯二元理想溶液在总压101.33 kPa下的气液平衡数

据，并作出t-x-y图及x-y图。

（2）利用习题2做出的t-x-y图，对于易挥发组分苯的摩尔分率为0.6的过热混合蒸汽，由t-x-y图回答

下列问题:

ⅰ蒸汽开始冷凝的温度及冷凝液的瞬间组成.

ⅱ 若将混合蒸汽冷凝到95℃时，将成什么状态，各相的组成如何.

ⅲ 蒸汽需冷却到多少度才能全部冷凝成为饱和液体，此时饱和液的瞬间组成是多少?

（3）苯和甲苯的安托因方程可表示为：

1206.35OlgPA?6.023?t?220.24

lgPBO?6.078?

1343.94

t?219.58（压力单位为kPa）

试计算（1）中 各温度下的气液相平衡数据并与之比较。

温度℃ 80.2

84.2

习题2附表

88.0 92.0 96.0 100.0 104.0 108.0 110.0

O

kPa 101.3 113.6 130.0 143.7 160.5 179.2 199.3 221.2 233.0 PA

PBOkPa 40.0 44.4 50.6 57.6 65.7 74.5 83.3 93.9 101.3

解(1)

p=101.33kPa;以92℃为例计算.

7

26

0xp?pB101.33?A?p00?57.6?0.508A?pB143.7?57.6

0ypAA?Px143.7A?101.33?0.508?0.720

计算结果见下表

POO

温度℃

A PBkPa kPa

温度℃ xA yA 80.2 101.3 40 80.2

1.000489 1.000193 84.2 113.6 44.4 84.2 0.822688 0.922307 88 130 50.6 88 0.638917 0.81969 92 143.7 57.6 92 0.507898 0.72027 96 160.5 65.7 96 0.375844 0.595312 100 179.2 74.5 100 0.256256 0.453183 104 199.3 83.3 104 0.155431 0.305708 108 221.2 93.9 108 0.058366 0.127411 110

233 101.3

110

0.000228

0.000524

1.210.80.60.40.2080859095100105110

T-x-y图

7 27

10.90.80.70.60.50.40.30.20.1000.20.40.60.81X-y图

(2)

A:Y=0.6时.蒸汽开始冷凝时温度约为96℃,x=0.38 B:冷凝到95℃时为气液相共存区,x=0.39;y=0.8

C:冷凝到87℃时才全部冷凝为饱和液体,组成x=0.6;y=0.8 (3)以88℃为例

lgPOA?6.023?1206.35t?220.24?6.023?1206.3588?220.24?2.1093p0A?128.63kPalgPOB?6.078?1343.94t?219.58?6.078?1343.9488?219.58?1.7086 p0B?51.12kPax?p?p0B101.33?51.12Ap00??0.648A?pB128.63?51.12

0yAA?pPx128.63A?101.33?0.648?0.823数据列表如下

O

温度℃

POA

PBkPa

kPa

xA

yA

80.2 101.794 39.347 0.993

0.997 84.2 114.942 45.076 0.805 0.913 88 128.626 51.121 0.648 0.823 92 144.366 58.169 0.501 0.713 96 161.56 65.923 0.37 0.59 100 180.294 74.589 0.253 0.45 104 200.657 84.027 0.148 0.293 108 222.737 94.486 0.053 0.117 110 234.45 100.061

0.009

0.022

7

28

3一精馏塔分离某一甲苯溶液, 已知精馏塔塔顶温度为82℃，塔顶使用全凝器时，其馏出液中苯的摩尔分离为0.95，甲苯的摩尔分率为0.05，求该塔的操作压强（利用习题2的安托因方程计算）。

解: t?820C;xDA?0.95;xB?0.05;yA?xDA?0.95

OlgPA?6.023?1206.351206.35?6.023??2.032t?220.2482?220.240pA?107.56kPa

lgPBO?6.078?0pB?41.84kPa1343.941343.94?6.078??1.622 t?219.5882?219.58

PA0P?PB0yA?PPA0?PB00.95?107.56(p?41.84)

p(107.56?41.84)p?99.73kPa4在一精馏塔中分离二元混合物cs2—ccl4,原料液流量为1000kg/h，易挥发组分cs2的摩尔分率为0.6，若要求塔釜馏出液中cs2的摩尔分率不大于0.1，塔顶馏出液中cs2的回收率为95%，求塔顶和塔釜馏出液的组成及流量。

解:

：cs2的分子量为76kg/kmol ，ccl4的分子量为154kg/kmol 已知： xf=0.6

xw=0.1

原料液的平均分子量 Mf=0.6×76+0.4×154=107.2kg/kmol 原料液的摩尔流量： qMf=1000/107.2=9.328kmol/h

依题意知

qMdxd?0.95则 qMfxf

qMdxd?0.95qMfxf?0.95?9.328?0.6?5.317

全塔物料衡算得：

qMd?qMw?qMf?9.328

联立方程解得 qMw=2.8kmol/h, qMd=6.528kmol/h, xd=0.814

5一连续精馏塔内分离苯—甲苯二元混合溶液，原料液的流量为60kmol/h，组成为0.45（摩尔分率，下同），塔顶馏出液中苯的组成为0.95，要求釜液中含苯不高于0.055.

（1）试计算苯的回收率及塔釜、塔顶馏出液的流量。

（2）若进料为泡点进料，选用的回流比为2.0，试求精馏段与提馏段的操作线方程。

解(1)

7

29

qMdxd?0.1qMw?9.328?0.6?5.597

qMF?60kmol/h;xF?0.45;xd?0.95;xw?0.055;R?2;q?1

泡点进料

?qMF?qMw?qMd?qMd?qMw?60???qx?qx?qxMwwMdd?MFF?60?0.45?0.95?qMd?0.055?qMw qMd?26.48kmol/h;qMw?33.52kmol/h 苯回收率

qMdxd26.48?0.95??0.932 qMfxf0.45?60

(2)

精馏段操作线

xR20.95xn?d?xn?R?1R?133 yn?1?0.6667xn?0.3167yn?1?提馏段操作线

q???qMlqMlqMFqR?MlqMd

?qMl?RqMd?q?q?q?(R?1)qMlMdMd?Mg ??q?q?q?q?Rq?q?qMlMFMdMF?Ml?qMg???qMg?(q?1)qMF?(R?1)qMd?(q?1)qMF??2?26.48?1?60?112.96kmol/h??qMl ??q?3?26.48?79.44kmol/h??Mg??1?ym?qMlq112.9633.52??Mwxw???xmxm?0.055??qMgqMg79.4479.44

0

??0.0232y??1.422xm6在连续精馏塔内分离某二元理想溶液，原料液流量为1000kmol/h，进料温度为40C,进料组成下的泡点温度

00

为90C,汽化热为356kJ/kg,原料液定压比热容为1.84kJ/kg.C，若该条件下操作线方程为:

精馏段：y=0.76x+0.23；提馏段：y=1.2x-0.02 试求：（1）塔顶、塔釜馏出液流量及组成.

（2）塔顶流出液中易挥发组分的回收率.

解：

qMF?1000kmol/h;tF?400C;t?900C;r?356kJ/kg;CpF?1.84kJ/kg0C泡 (1)

7 30

q???qMlhg?hFCpF?t?r356?1.84?(90?40)qMl????1.258 qMFhg?hlr356精馏段

xRx?d?0.76x?0.23R?1R?1xR?0.76;d?0.23 R?1R?1R?3.167;xd?0.958y?

提馏段操作线方程

y'm?1?q?qMwMlx?m?xw?1.2x?0.02??qMl?qMwqMl?qMw由 y?1.2x?0.02及y?x?xw（提馏段操作线过xw、xw点） 联立得 xw?0.1

联立 y=1.2x-0. 02及y=0.76x+0.23解得 xq＝0.568，yq=0.662

此为q线方程的一组解

因冷液进料时 q＝1.258 q线方程为 y?xqx?F q?1q?1xF1.258?0.568?

1.258?11.258?1代入已知数据则 0.662?则 xF?0.544

(2)

对全塔进行物料衡算，并代入已知数据

1000?qMd?qMw 1000?0.544?0.958qMd?0.1qMw

解得 qMd?517.48kmol/hqMw?482.52kmol/h

??qMdxd517.48?0.958??0.9113 qMfxf0.544?1000

7 在一连续精馏塔内分离某二元混合物，塔顶馏出液的浓度为0.94，釜液浓度为0.04（均为摩尔分率），该塔的q线方程为：y=5x-1.5，采用R=1.3Rmin操作，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，

试求：（1）精馏段操作线方程

（2）提馏段操作线方程

7

31

解: xF?0.45;xd?0.94;xw?0.04;R?1.3Rmin;??2

q线方程为：y=5x-1.5

xqx?F?5x?1.5q?1q?1xq ?5;F?1.5q?1q?1q?1.25;xF?0.375y?相平衡方程

y?

?x2x?

1?(??1)x1?x2x??y???xe?0.418 ??1?x???ye?0.59??y?5x?1.5x

Rmin?xd?ye0.94?0.59??2.035ye?xe0.59?0.418

R?1.3Rmin?1.3?2.035?2.645

精馏段操作线

y?xR2.6450.94x?d?x??0.726x?0.258 R?1R?12.645?12.645?1

提馏段操作线

由q线及精馏段操作线方程联立得

?y?0.726x?0.258??xq?0.411?? ?y?5x?1.5xy?0.555???q

此为提馏段操作线得一组解,并且提馏段操作线过y=x=xw=0.04

代入提馏段方程y??ax??b

?0.04?0.04a?b?a?1.388???0.555?0.411a?b??b?0.0155 y??1.388x??0.01558 在精馏塔中分离苯—甲苯混合液，进料组成为0.35，要求塔顶产品浓度为0.9，塔釜残液浓度为0.1（以上均为摩尔分率），原料液泡点进料，塔顶采用全凝器，塔釜采用间接蒸气加热，回流比取最小回流比的1.6倍，已知操作条件下物系的相对挥发度为2.5。

（1）试用逐板计算法求所需理论板数及加料板位置。

（2）试用图解法求出所需的理论板数及加料板位置（苯—甲苯的x-y图如习题2作图结果） （3）试用简捷法计算所需理论板数及加料板位置。 解(1)

7

32

xF?0.35;xd?0.9;xw?0.1;q?1;R?1.6Rmin;??2.5

y??x2.5x5x??

1?(??1)x1?1.5x2?3x5?0.35?0.574

2?3?0.35

泡点进料,q=1,q线方程为x=xF=0.35

xe?xF?0.35;ye?

Rmin?xd?ye0.9?0.574??1.455ye?xe0.574?0.35

R?1.6Rmin?1.6?1.455?2.328精馏段操作线

y?xR2.3280.9x?d?x??0.70x?0.27 R?1R?12.328?12.328?1

提馏段操作线

物料衡算:以100kg/h为基准.

?qMF?qMw?qMd?qMd?qMw?100???qx?qx?qxMwwMdd?MFF?100?0.35?0.9?qMd?0.1?qMw qMd?31.25kmol/h;qMw?68.75kmol/h

??qMl?q?qMF?RqMd?q?qMF?2.328?31.25?100?172.75kmol/h??qMl ??q?q?(q?1)q?(R?1)q?(q?1)q?(2.328?1)?31.25?104kmol/h?MgMFMdMF?Mg

?w?lqMqM172.7568.75???0.0661y'?x'?x?x??0.1?1.661xmm?1mwm ??qMgqMg104104

逐板计算法

先用精馏段操作方程及相平衡方程逐板计算直到xn≤xF=0.35时，然后改用提馏段操作方程与相平衡方程逐板计算，直到xm≤xw为止。

因为塔顶全凝器，则y1=xd=0.9

由相平衡方程x?yy2x??

??(1??)x2.5?1.5y5?3x2y10.9?2x1???0.783

5?3y15?3?0.9馏

操

作

线

方

程

可

计

算

得

：

由精

y2?0.7x1?0.27?0.7?0.783?0.27?0.818依次得x2?0.643;y3?0.720?;当x5?0.328时改用提馏段操作线??0.0661?1.661?0.328?0.0661?0.479;?依次计算得x9?0.061?xw?0.1y6?1.661x5计算结束.7

33

此时第5板为再沸器，塔内安装8层理论板,精馏段4块,提馏段3块,第9块为再沸器.即可满足分离要求，计算结果列于下表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 进料精馏精馏精馏再沸 分段 精馏段 板 段 段 段 器 X 0.783 0.643 0.507 0.4 0.328 0.269 0.197 0.124 0.061 Y 0.9 0.818 0.720 0.625 0.55 0.479 0.381 0.261 0.14 （2）图解法

图解法步骤如下：

苯-甲苯得x-y图用第2题结果.

y?

?x2.5x5x ??1?(??1)x1?1.5x2?3x10.90.80.70.60.50.40.30.20.1000.20.40.60.81

(1)依据相平衡数据绘制常压下的x-y相图，并做出对角线。

②在对角线上定出点a(0.9,0.9)，在y轴上定出截距点b（0,0.27），连接直线ab即为精馏段操作方程。 ③在对角线上由xf=0.35;q线为x=0.35; q线与精馏操作线交点为(0.35;0.515);q线与精馏段操作线ab的交点设为点d。

④在对角线上定出点c（0.1,0.1）,连接直线cd即为提馏段操作线。

⑤从a点开始在相平衡线与精馏段操作线ab之间作由水平线和垂直线构成的阶梯，从第5个阶梯开始（x5

(3)简捷法

计算全塔理论板数 由芬斯克方程略去下标得

7

34

lg????xd??1?xw??????lg????0.9??1?0.1??N???1?x??d??xwminlg??1???1?0.9????0.1????mlg2.5?1?3.8

查吉利兰图，计算出理论板层数

R?RminR?1?2.328?1.4552.328?1?0.262

N?Nmin由吉利兰图查得 N?2?0.4

N?7.67?8 N≈8（不包括再沸器）

将芬斯克方程中的xw换成xf可确定进料位置，则

lg???x??1?xN???d?1?x??f????lg?d??xf??????0.9???1?0.9??1?0.35????0.35????minlg??1??1?2.07

mlg2.5

前面已查过

N?NminN?2?0.4

计算得 N=4.8≈5 故加料板为从塔顶往下数第5块塔板

由以上计算结果可知，简捷法计算结果与逐板计算法和图解法结果基本一致。

9在连续精馏操作中，已知精馏塔精馏段操作线方程为y=0.78x+0.2，q线方程为y=-0,45x+0.6，试求: （1）进料热状态参数q及原料组成xF （2）精馏段及提馏段两操作线交点坐标 解(1)

y?RR?1x?xdR?1?0.78x?0.2RxR?1?0.78;dR?1?0.2 R?3.545;xd?0.909

y?qq?1x?xFq?1??0.45x?0.6qq?1??0.45;?xFq?1?0.6 q?0.31;xF?0.414

(2)交点坐标

??y?0.78x?0.2??x?y??0.45x?0.6??q?0.325 ??yq?0.454

7

35

0

10在连续精馏塔内分离某二元理想溶液，进料温度为60C（该温度下q取1.1）,若该条件下操作线方程为: 精馏段：y=0.6x+0.39；提馏段：y=1.5x-0.03 试求：（1）回流比

（2）塔顶馏出液、塔釜馏出液及进料的摩尔分率组成.

解(1)回流比 精馏段

xRx?d?0.6x?0.39R?1R?1xR?0.6;d?0.39 R?1R?1R?1.5;xd?0.975y? (2)

联立提馏段操作线方程与精馏段操作线方程 ?y?0.6x?0.39??xq?0.467???

?y?1.5x?0.03?yq?0.671?

此为q线方程得一组解;代入q线方程;

xxq1.1x?F?x?F?11x?10xFq?1q?11.1?11.1?1 0.67?11?0.467?10xFy?xF?0.447

由 y?1.5x?0.03及y?x?xw（提馏段操作线过xw、xw点） 联立得 xw?0.06

11在连续精馏塔中分离某易挥发组成为0.5（摩尔分率，下同）的二元理想溶液，原料液泡点进料，塔顶采用

分凝器和全凝器(分凝器相当一层理论板)，分凝器向塔内提供回流液，其组成为0.89，全凝器提供组成为0.96的合格产品，塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为96%，若已知塔顶第一层板的液相组成为0.8，求该塔的操作回流比与最小回流比。

解:

xF?0.5;q?1;x1?0.89;xd?0.96;x2?0.8xdqMd?0.96xFqMF7

36

x1?0.89;y1?xd?0.96;二者达相平衡

y1??x11?(??1)x10.89?

1?(??1)?0.89??2.9662.966xy?1?1.966x0.96?x2?0.8;y2?2.966?0.8?0.9221?1.966?0.8

而x1与y2符合精馏段操作线方程

xRx1?dR?1R?1R0.96 0.922??0.89?R?1R?1R?1.188y2?计算相平衡线与q线交点坐标 泡点进料q=1,

xe?xF?0.5ye?2.966?0.5?0.748

1?1.966?0.5Rmin?xd?ye0.96?0.748??0.855

ye?xe0.748?0.512 将某二元理想混合溶液在精馏塔中分离，该混合液相对挥发度为3，组成为0.5（摩尔分率）,于泡点下进

料，要求馏出液中易挥发组成不小于0.95，残液中易挥发组成不大于0.05，试求:

（1）每获得1kmol馏出液时原料液用量

（2）若回流比为2，它相当于最小回流比的若干倍 （3）回流比为2时，精馏段所需理论板数 解: (1)

xF?0.5;q?1;xd?0.95;??3;xw?0.05;qMd?1kmol/h

?qMF?qMw?qMd?1?qMw?qMF???qx?qx?qxMwwMdd?MFF?qMF?0.5?0.95?1?0.05?qMw qMF?2kmol/h;qMw?1kmol/h (2)泡点进料.q=1

R?qMl?2 qMd7 37

xe?xF?0.5y?ye??x3x?1?(??1)x1?2x

3?0.5?0.751?2?0.5Rmin?xd?ye0.95?0.75??0.8ye?xe0.75?0.5R2??2.5Rmin0.8(3)精馏段操作线

y?xR20.95x?d?x??0.667x?0.317 R?1R?133逐板计算法

y1?xd?0.95x1?y1y10.95???0.864

??(1??)y13?2y13?2?0.95y2?0.667x1?0.317?0.667?0.864?0.317?0.893

继续交替计算

x2?0.736;y3?0.808x3?0.583;y4?0.712 x4?0.452?xF?0.5即精馏段需用3块理论板,第4块为进料板. 第八章 干燥习题

1．湿空气的总压为100kPa，试计算；

（1）干球温度为36℃，相对湿度为68％时，湿空气的比焓h和湿度H。

（2）已知湿空气中水蒸气分压为10kPa，求湿空气在80℃的湿度H和相对湿度φ。

解：（1）p=100kPa;t=36℃;

由 H?0.622

??68%查表t?36℃时,ps?5.97kPa

Pv?P?Pv?p0.622s?p??ps0.6?85.970.622?100?0.?685.97 kg0.水02kg6绝干气3/h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.0263)?36?2491?0.0263?103.65kJ/kg绝干气

(2) p=100kPa;t=80℃; pv?10kPa 得

7 38

H?0.622PvP?P?0.62210?0.691kg水/kg绝干气v100?10查表t=80℃时,ps?47.379kPa

则??pvp?100%?10?100%?21.11%s47.3792．已知空气的总压为101.3kPa，温度为80℃，相对湿度为30％，试计算：

（1）空气的湿度H和饱和湿度HS； （2）空气的露点td； （3）空气的比体积vH、比热容cH和比焓h； （4）空气中水蒸气的分压pv。 解：p=101.3kPa;t=80℃; ??30%查表t?80℃时,ps?47.379kPa

（1）

H?0.622PvP?P?0.622?ps?0.6220.3?47.379?0.1031kg水/kg绝干气

vp??ps101.3?0.3?47.379H?0.622PsP?P?0.62247.379s?47.379?0.560kg水/kg绝干气

s101.3（2）露点td：td为Pv下的饱和温度；查表

pv??ps?0.3?47.379?14.214kPa查表td?52.2℃

(3)

273?t1.0133?105VH?(0.772?1.244H)273?p?(0.772?1.244?0.1031)273?80

273??1.164m3湿空气/kg绝干气h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.1031)?80?2491?0.1031?353.13kJ/kg绝干气

CH?1.01?1.88H?1.01?1.88?0.1031?1.204kJ/kg绝干气℃

(4)

pv?Hp0.622?H?0.1031?101.30.622?0.1031?14.4kPa

3．已知湿空气的总压为101.33kPa，干球温度为70℃，湿球温度为40℃,试计算： （1）空气的湿度H；

（2）空气中水蒸气的分压pv 及相对湿度ψ； (3)空气的露点td及绝热饱和温度tas； （4）空气的比焓h ； （5）空气的比体积vH。

7

39

t(℃) 饱和蒸汽压汽化潜热kJ/kg (kPa) 30 4.247 2424 35 5.621 2413 40 7.377 2401 70 31.164 2331

解：（1）tw＝40℃时，Ps＝7.377kPa，r＝2401KJ/kg,P=101.33kPa

Hpsstw?0.622p?p?0.6227.377101.33?7.377?0.0488kg水/kg绝干气

stw?t?rtw1.09(Hstw?H)40?70?24011.09(0.0488?H)?H?0.0352kg水/kg绝干气

(2)

t=70℃时, Ps＝31.1641kPa, H?0.622pvp?p?pHp0.0352?101.33v?0.622?H?0.622?0.0352?5.427kPa

v??pvp?100%?5.427?100%?17.42% s31.164(3) tas =40, td为pv下温度 Ps=Pv=5.427kPa时, td≈34.5℃ （4）

h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.0352)?70?2491?0.0352?163.02KJ/kg绝干气

（5） V273＋t101.33H＝（0.772＋1.244H）?273?p

＝（0.772＋1.244?0.0352）?273＋70273＝1.025m3/kg绝干气

4．运用空气的h-H图填充下表： 干球温湿球温湿 度 相对湿比焓 水蒸气分露 点 度 度 kg水/kg干空度 kJ/kg干空压 ℃ 7

40

℃ ６0 ５0 ４0 70 ℃ ５０ 气 0.06 ％ ６0 气 240 kPa 9.5 ２0 答案(略)

5．常压101.3kPa时，将干球温度为20℃，湿球温度为16℃的湿空气送入预热器，预热至80℃进入干燥器，若空气在干燥器中经过等焓干燥过程后，离开干燥器时的相对湿度测得为85％，试求：

（1）原空气的湿度、水蒸气分压、相对湿度、比焓、露点； （2）进入干燥器空气的湿度、相对湿度、比焓 ；

（3）离开干燥器空气的干球温度、湿度、露点、比焓o；

（4）预热100m3的原空气，需多少热量？已知1m3

原空气中含1.185kg干空气。

（5）100m3

的原空气在干燥中能带走多少水分？ 解：（1）tw＝16℃时，Ps＝1.8324kPa，rs＝2455.5KJ/kg,P=101.33kPa

Hpsstw?0.622p?p?0.6221.8324?0.01146kg水/kg绝干气

s101.33?1.8324trtww?t?1.09(Hstw?H)16?20?2455.51.09(0.01146?H)?H?0.00968kg水/kg绝干气

H?0.622pvHp0.00968p?p?p?101.33v?0.622?H?0.622?0.00968?1.601kPa

v

t＝20℃时，Ps＝2.3346kPa

??pvp?100%?1.6012.3346?100%?68.58% s td为pv下温度

Ps=Pv=1.601时, td≈13.4℃

h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00968)?20?2491?0.00968?44.67KJ/kg绝干气

(2)空气进出预热器为等湿过程,t=80℃. Ps＝47.379kPa

7

41

H?0.00968kg水/kg绝干气

??pvp?100%?1.601?100%?3.38% s47.379h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00968)?80?2491?0.00968?106.37KJ/kg绝干气

(3)进出干燥器为等焓过程

. ??85%;h?106.37KJ/kg绝干气;离开干燥器空气得性质可以直接查H-h图,也可以用试差法.

设t=33℃.查表Ps=5.07kPa;

H?0.622?ps0.85?5.071p??p?0.622?0.85?5.071?0.02786kg水/kg绝干气

s101.3h?(1.01?1.88H)t?2491H106.37?(1.01?1.88?0.02786)?t?2491?0.02786 t?34.73℃校核

34.73?3333?100%?5.24%?3%

再设t=33.5℃,查表Ps=5.223kPa;

H?0.622?ps0.85?5.223p??p?0.622?0.85?5.223?0.02874kg水/kg绝干气

s101.3

h?(1.01?1.88H)t?2491H106.37?(1.01?1.88?0.02874)?t?2491?0.02874 t?32.69℃校核

32.69?33.533.5?100%?2.4%?3%

假设成立(误差还偏大,有兴趣得同学可再设)

H?0.02874kg水/kg绝干气

7

42

t?32.69℃

查表Ps=4.9862kPa;

pv??ps?0.85?4.9862?4.2383kPa查表td?29.8℃3

3

（4）预热100m的原空气，已知1m原空气中含1.185kg干空气。

3

则100m的原空气含118.55kg干空气.

??qmdg(h?hi)??mdg(h?hi)?118.5?(106.37?44.67)?7311.45kJ

3

（5）100m的原空气在干燥中能带走的水分

w?mdg(HO?Hi)?118.5?(0.02874?0.00968)?2.259kg水

6．常压101.3kPa时，将干球温度为20℃，湿球温度为15℃的湿空气送入预热器，预热至80℃进入干燥器，若空气在干燥器中经过等焓干燥过程后，离开干燥器时干球温度为65℃，试求：

（1）原空气的湿度、比焓； （2）进入干燥器空气的湿度、比焓 ； （3）离开干燥器空气的湿度、比焓o； 解：（1）

（1）tw＝15℃时，Ps＝1.7068kPa，rs＝2457.8KJ/kg,P=101.3kPa

Hstw?0.622ps1.7068?0.622?0.01066kg水/kg绝干气

p?ps101.33?1.7068rtw(Hstw?Hi)1.092457.815?20?(0.01066?Hi)?Hi?0.00844kg水/kg绝干气

1.09tw?t?hi?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00844)?20?2491?0.00844?41.55KJ/kg绝干气 (2)

空气进出预热器为等湿过程,温度升为80℃

H?0.00844kg水/kg绝干气7

43

h?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00844)?80?2491?0.00844?103.09KJ/kg绝干气

(3)离开干燥器空气温度65℃,为等焓干燥过程.

ho?103.09KJ/kg绝干气

h?(1.01?1.88H)t?2491Ho103.09?(1.01?1.88?Ho)?65?2491?HoHo?0.01433kg水/kg绝干气

7．常压干燥器中，将某物料从含水量15％干燥至2％(均为湿基含水量)，干燥器的生产能力为600 kg干物料/h。已知湿空气进入预热器的干球温度为20℃，湿球温度为15℃，进入干燥器的温度为125℃，出干燥器的温度为55℃，湿球温度为45℃。试求：

（1）干空气的消耗量； （2）水分蒸发量； （3）如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量； （4）离开干燥器的空气的湿度； （5）预热器所需之热量（预热器的热损失可忽略不计）。

解：空气性质计算

进预热器前）tw＝15℃时，Ps＝1.7068kPa，rs＝2457.8KJ/kg,P=101.3kPa

Hstw?0.622ps1.7068?0.622?0.01066kg水/kg绝干气

p?ps101.33?1.7068rtw(Hstw?Hi)1.092457.815?20?(0.01066?Hi)?Hi?0.00844kg水/kg绝干气

1.09tw?t?hi?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00844)?20?2491?0.00844?41.55KJ/kg绝干气空气进出预热器为等湿过程,温度升为125℃

Hi?0.00844kg水/kg绝干气

7 44

hi?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.00844)?125?2491?0.00844?149.26KJ/kg绝干气离开干燥器空气温度55℃,湿球温度45℃;

tw＝45℃时，Ps＝9.5837kPa，rs＝2389.5KJ/kg,P=101.3kPa

Hstw?0.622ps9.5837?0.622?0.065kg水/kg绝干气

p?ps101.33?9.5837tw?t?rtw(Hstw?Ho)1.092389.545?55?(0.065?Ho)?Ho?0.0604kg水/kg绝干气

1.09ho?(1.01?1.88H)t?2491H?(1.01?1.88?0.0604)?55?2491?0.0604?212.26KJ/kg绝干气（1）水分蒸发量

wi0.15 ??0.17k6g5水k绝干料/g1?wi1?0.15wo0.02 xo???0.0204kg水/kg绝干料

1?wo1?0.02干基含水量 xi?

水分蒸发量 qmw?qmd(x?xo?)i 93.66600(0.1?7650.?020k4g)h/qmw93.66（2）绝干空气消耗量 qmdg???1802.5kg绝干气/h

Ho?Hi0.0604?0.00844273?tgi?1.24H4i)(3)湿空气的比体积 VH?(0.772

273273?20 ?(0.772?1.244?0.00844)

273 ?0.84m3湿空气/kg绝干气

鼓风机鼓风量qv?VH?qmdg?1802.5?0.84?1513.8m湿空气/h （4）见前面

3Ho?0.0604kg水/kg绝干气

(5预热器热负荷)

??qmdg(h?hi)＝1802.5?(149.26?41.55)?.1.94?105kJ

8．已知某药物临界含水量为0.15kg水/kg干物料，平衡含水量为0.05kg水/kg干物料。于恒定干燥条件下，将物料由0.35 kg水/kg干物料干燥至0.19 kg水/kg干物料，历时4小时，问继续干燥至0.07 kg水/kg干物料，

7

45

共需多少小时。

解：xc?0.15kg水/kg绝干料

x*?0.05kg水/kg绝干料xi?0.35kg水/kg绝干料xo1?0.19kg水/kg绝干料xo2?0.09kg水/kg绝干料;?1?4h

xi?xo1为恒速干燥阶段,时间4hr.恒速干燥阶段公式?md1?AU(xi?xo1) c4?mdAU(0.35?0.19)?md?25cAUc

x?0.19????恒速阶段?2?x降速阶段?3o1c=0.15?????xo2=0.07恒速干燥阶段公式?d2?mAU(x o1?xc)?25?(0.19?0.15)?1hrc降速干燥阶段?md(xc?x*)xc?x*0.15?0.053?AUln*?25?(0.15?0.05)?ln?4.02hrcxo2?x0.07?0.05

共需干燥时间=4+1+4.02=9.02hr

7 46

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