食工原理答案第9-12章解讲解VIP免费

习题解50第九章9-1正庚烷（A）和正辛烷（B）的饱和蒸气压数据如下：t/℃98.4105.0110.0115.0120.0125.6pA0/kPa101.3125.3140.0160.0180.0205.3pB0/kPa44.455.664.574.886.0101.3试在总压101.3kPa下计算气液平衡组成，并作出t-x-y图。解：xA=(p-pB0)/(pA0-pB0)yA=pA0xA/p计算得下表：t/℃98.4105.0110.0115.0120.0125.6xA10065.648.731.116.30yA10081.167.449.128.908010012014000.20.40.60.819-2在常压下将某二元混合液其易挥发组分为0.5（摩尔分数，下同），分别进行闪蒸和简单蒸馏，要求液化率相同均为1/3，试分别求出釜液和馏出液组成，假设在操作范围内气液平衡关系可表示为：y=0.5x+0.5。解：（1）闪蒸y=qx/(q-1)-xF/(q-1)（1）y=0.5x+0.5（2）由（1）得：y=-0.5x+0.75（3）由（2）与（3）得：-0.5x+0.75=0.5x+0.5x=0.75-0.5=0.25解得x=xW=0.25y=0.5×0.25+0.5=0.625（2）简单蒸馏因为液化率为1/3，故若原料液为1kmol，则W=1/3kmol0986.13ln15.01ln21d5.015.05.0d*d)ln(0.5W5.0WFWWxxxxxxxxxxxyxWF(xW-1)/(-0.5)=1.732xW-1=-0.866xW=0.134由F=1kmol，W=1/3kmol可得D=2/3kmol1×0.5=xD×(2/3)+(1/3)×0.134xD=0.6839-3在连续操作的常压精馏塔中分离乙醇水溶液，每小时于泡点下加入料液3000kg，其中含乙醇30%(质量分数，下同)，要求塔顶产品中含乙醇90%，塔底产品中含水99%。试求：塔顶、塔底的产品量(分别用kg/h，kmol/h表示)。解：F'=3000kg/hxF'=0.3xD'=0.9F'=D'+W'F’xF'=D'xD'+W'xW'3000=D'+W'3000×0.3=D'×0.9+W×0.01D'=977.5kg/hW'=3000-977.5=2022.5kg/hxD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779xF=(30/46)/(30/46+70/18)=0.144xW=(1/46)/(99/18+1/46)=0.004MF=0.144×46+(1-0.144)×18=22.03kg/kmolMD=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmolMW=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmolD=D’/MD=977.5/39.84=24.54kmol/hW=2022.5/18.11=111.68kmol/h习题解51解：F'=3000kg/hxF'=0.03xD'=0.9F'=D'+W'F’xF'=D'xD'+W'xW'3000=D'+W'3000×0.03=D'×0.9+W×0.01D'=67.42kg/hW'=3000-67.42=2932.58kg/hxD=(90/46)/(90/46+10/18)=0.779xF=(3/46)/(3/46+70/18)=0.012xW=(1/46)/(99/18+1/46)=0.004MF=0.012×46+(1-0.012)×18=18.34kg/kmolMD=0.78×46+0.22×18=39.84kg/kmolMW=0.004×46+0.996×18=18.11kg/kmolD=D’/MD=977.5/39.84=1.69kmol/hW=2932.58/18.11=161.93kmol/h9-4某精馏塔操作中，已知操作线方程为精馏段y=0.723x+0.263，提馏段y=1.25x-0.0187，若原料以饱和蒸汽进入精馏塔中，试求原料液、精馏段和釜残液的组成和回流比。解：R/(R+1)=0.723R-0.723R=0.723R=2.61xD/(R+1)=0.263xD=0.63×(2.61+1)=0.95提馏段操作线与对角线交点坐标为：y=x=xW故xW=0.0748由两操作线交点得：0.723x+0.263=1.25x-0.0187x=0.535y=0.723×0.535+0.263=0.65∴xF=y=0.65（因q=0，q线为水平线）9-5用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol/h，易挥发组分xF=0.5，泡点进料，塔顶产品xD=0.95，塔底釜液xW=0.05（皆为摩尔分数），操作回流比R=1.8，该物系的平均相对挥发度=2.5。求：(1)塔顶和塔底的产品量（kmol/h）；（2）提馏段下降液体量（kmol/h）；（3）分别写出精馏段和提馏段的操作线方程。解：（1）F=D+WFxF=DxD+WxW100=D+W100×0.5=D×0.95+W×0.05得：D=50kmol/hW=50kmol/h（2）L=RD=1.8×50=90kmol/hL'=L+qF=90+1×100=190kmol/h(q=1)（3）yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)=0.643xn+0.340ym+1’=L’xm'/(L’-W)-WxW/(L’-W)=1.357xm'-0.01799-6在常压连续精馏塔中，分离某二元混合物。若原料为20℃的冷料，其中含易挥发组分0.44（摩尔分数，下同），其泡点温度为93℃，塔顶馏出液组成xD为0.9，塔底釜残液的易挥发组分xW为0.1，物系的平均相对挥发度为2.5，回流比为2.0。试用图解法求理论板数和加料板位置，（已知原料液的平均汽化潜热rm=31900kJ/kmol，比热容为cp=158kJ/kmol）。若改为泡点进料，则所需理论板数和加料板位置有何变化？从中可得出什么结论?解：q=[rm+cp(t泡-t冷)]/rm=[31900+158×(93-20)]/31900=1.362x00.10.20.30.40.50.60.70.81.0y00.2170.3850.5170.6250.7140.7890.8540.9091.0...