传质分离过程课后习题答案VIP免费

第一章绪论略第二章习题1.计算在和下苯（1）-甲苯（2）-对二甲苯（3）三元系，当x1=、x2=、x3=时的K值。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。并与完全理想系的K值比较。已知三个二元系的wilson方程参数（单位：J/mol）：λ12－λ11=－；λ12－λ22=λ23－λ22=；λ23－λ33=－λ13－λ11=；λ13－λ33=－在T=K时液相摩尔体积（m3/kmol）为：=×10-3；=×10-3；=×10-3安托尼公式为（ps：Pa；T：K）：苯：1n=（）；甲苯：1n=（）；对-二甲苯：1n=（）；解：由Wilson方程得：Λ12=llVV12exp[-(λ12-λ11)/RT]??=331091.1001055.177×exp[-/×]=Λ21=????????????????Λ13=Λ31=Λ23=Λ32=lnγ1=1-ln(Λ12X2+Λ13X3)-[3322311313233221122131321211XXXXXXXXXXXX]=γ1=同理,γ2=;γ3=lnP1S=lnP2S=lnP3S=作为理想气体实际溶液,K1=PPS11=,?K2=,??K3=若完全为理想系,K1=PPS1=K2=K3=2.在361K和下，甲烷和正丁烷二元系呈汽液平衡，汽相含甲烷%（mol）,与其平衡的液相含甲烷%。用R-K方程计算和Ki值。解：a11=115.2242748.0ccpTR=?dm6??mol-2a22=225.2242748.0ccpTR=?MPa?dm6??mol-2b1=11208664.0ccpTR=?dm3mol-1b2=225.2242748.0ccpTR=?dm3mol-1其中Tc1=,??Pc1=Tc2=,??Pc2=均为查表所得。a12=√a11?a22=?dm6??mol-2液相：a＝a11x12+2a12x1x2+a22x22?=×+2×××+×?=b=b1x1+b2x2=×+×=由R－K方程：P=RT/(V-b)-a/[(V+b)]＝0740.03610083145.0lmV－)0740.0(3611711.245.0lmlmVV解得?Vml=lnl1?=ln[V/(V-b)]+[bi/(V-b)]-2Σyiaij/*ln[(V+b)/V]+abi/{[ln[(V+b)/V]-[b/(V+b)]}-ln(PV/RT)lnl1?=ln)0740.01349.01349.0(+0740.01349.00298.0－5.13610083145.00740.0)6651.98696.0222.31304.0(2×ln(1340.00740.01349.0)+5.123610083145.00740.00298.01711.24×[ln(1349.00740.01347.0)－0740.01347.00740.0]-ln3610083145.01349.01368.4=l1?=同理lnl2?＝，??l2?=汽相：a＝×+2×××+×=b=×+×=由=0499.03610083145.0vmV－)0499.0(3613484.105.0vmvmVV得vmV=lnΦv1=ln(0499.05861.05861.0)+0499.05861.00298.0－×[ln0499.05861.00499.0)5861.00499.05861.0(]－ln(3610083145.05861.01368.4)=故Φv1＝同理，lnl2?＝，??l2?=故K1=y1/x1==(K1=l1?/Φv1)K2＝y2/x2＝1304.0160387.01＝3.乙酸甲酯（1）-丙酮（2）-甲醇（3）三组分蒸汽混合物的组成为y1＝，y2＝，y3=(摩尔分率)。汽相假定为理想气体，液相活度系数用Wilson方程表示，试求50℃时该蒸汽混合物之露点压力。解：由有关文献查得和回归的所需数据为：【P24例2-5，2-6】50℃时各纯组分的饱和蒸气压，kPaP1S=?????????????P2S=????????????P3S=50℃时各组分的气体摩尔体积，cm3/molV1l=??????????????V2l=?????????????V3l=由50℃时各组分溶液的无限稀释活度系数回归得到的Wilson常数：Λ11＝??????????Λ21＝?????????????Λ31＝Λ12＝??????Λ22＝?????????????????Λ32＝Λ13＝??????Λ23＝?????????????Λ33＝（1）?假定x值，?取x1＝，x2＝，x3＝。按理想溶液确定初值p＝×+×+×=（2）?由x和Λij求γi从多组分Wilson方程lnγi=1-ln∑cjijjx1)(-ckcjkjjkjkxx11得lnγ1=1-ln(x1+Λ12x2+Λ13x3)-[31321211xxxx+?3232221221xxxx+3232131331xxxx=故γ1=同理，γ2=??γ3=(3)?求KiKi=RTppVppsiLisii)(expK1=916.71049.782013.1exp16.323314.810)049.7896.71(77.833=同理K2＝K3=(4)?求∑xi∑xi=3035.133.0+1713.134.0+0963.133.0=???整理得??x1＝?????????x2=?????????x3=???在p＝内层经7次迭代得到：x1＝,?x2=,?x3=(5)?调整pp＝RTppVxpsiLiisii)(exp?=piixK?=×+×+×=????在新的p下重复上述计算，迭代至p达到所需精度。最终结果：露点压力平衡液相组成：?????x1＝?????x2＝???????x3＝4.一液体混合物的组分为：苯；甲苯；对-二甲苯（摩尔分数）。分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa时的平衡温度和汽相组成。假设为完全理想物系。解：(1)?平衡常数法因为汽相、液相均为完全理想物系，故符合乌拉尔定律pyi=pisxi而Ki=iixy=ppsi设T为80℃时,由安托尼公式（见习题1）求出格组分的饱和蒸汽压。sp1＝，?sp2=,???sp3=故321yyy=K1x1+K2x2+K3x3...