化工原理(天津大学第二版)下册部分答案第8章2.在温度为25C及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350g/m3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E1.6610kPa，水溶液的密度为997.8kg/m3。解：水溶液中CO2的浓度为350/1000ckmol/m30.008kmol/m344对于稀水溶液，总浓度为997.8kmol/m355.43kmol/m318水溶液中CO2的摩尔分数为£0.0081.44310C55.43t由p*Ex1.661051.443104kPa23.954kPa气相中CO2的分压为ppy101.30.03kPa3.039p*tkPa<故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。以CO2的分压表示的总传质推动力为pp*p(23.9543.039)kPa20.915kPa3.在总压为110.5kPa的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液c1.06koml/m3-62x-4相组成分别为y0.032、。气膜吸收系数kG=5.2x10kmol/(m-s-kPa),液膜吸收系数kL=1.5510m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，溶解度系数H=0.725kmol/(m3kPa)。-(1)试计算以p、c表示的总推动力和相应的总吸收系数；(2)试分析该过程的控制因素。解：(1)以气相分压差表示的总推动力为cc*cpH(110.50.0320.7251.06)kmol/m1.504kmol/m其对应的总吸收系数为1KL10.725kk1.55105.210LGc1.06ppp*Py2.074kPatH(11。.50.。320.725)kPa其对应的总吸收系数为111112()(mskPa)/kmol46KHkk0.7251.55105.210GLG(8.8991031.923105)(m2sPa)/kmol2.012105(m2sK4.97106kmol/(m2skPa)G-以液相组成差表示的总推动力为(2)吸收过程的控制因素气膜阻力占总阻力的百分数为1/kG乞4.97巴100%95.58%1/Kk5.2106GG气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。4.在某填料塔中用清水逆流吸收混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为105.0kPa,操作温度为25C。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.12633kmol/(m•kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为7.5kPa，液相组成为2.85kmol/m，液膜吸收系数kL=2.12x-5=X-5210m/s，气相总吸收系数KG1.20610kmol/(m•s・kPa)。求该截面处(1)膜吸收系数kG、kx及ky;(2)总吸收、系数KLKX及KY；(3)吸收速率。解：(1)以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25C时水的密度为997.0kg/m3溶液的总浓度为997.03kmol/m355.39kmol/m181.174103kmol/(m2s)kck=55.392.12105kmol/(m2s)xtL丄11112———(-----------------5---------------------)(mskPa)/kmolk55GKHk1.206102.1262.1210GL6.07310(ms4kPa)/2kmolk1.647105kmol..(m2skPa)cPk105.01.647105kmol/(m2s)1.729103kmol/(ms)tGK1.206105G6Gm/s5.67310m/s2.126997.00.248HpM2.126105.018总s11m°248次m2(1.7291031.17410s)/kmol7.8961022(ms)/kmolKkkyyxK1.266103kmoL-(m2s)yKmK0.2481.266103kmol/(m2s)3.140104kmol/(m2s)xy因溶质组成很低,故有KCK55.395.673106kmol/(m2s)3.142104kmol/(m2s)X105kmol/(m2s)1.266103kmol/(m2s)p105.01.206KYtKG(3)吸收速率为NKc*c5.6731062.1267.52.85