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第七章传质与分离过程概论在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨已知入塔混合气中氨含量为（质量分数,下L
5.5%同），吸收后出塔气体中氨含量为试计算进、出塔气体中氨的摩尔比匕、
0.2%,r o2解先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数力和力
0.055/17=
0.
09030.055/17+
0.945/
290.002/17=
0.
00340.002/17+
0.998/
290.0903=
0.09931-
0.
09030.0034=
0.0034匕二-1-
0.0034由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数试证明由组分和组成的双组分混合物系统，下列关系式成立:
2.A B口A21dvVAXAMA+XBM BdvvA2dvAA/叫、“M WB2MB+MBM0解
（1）、+1-XAA/B叫_乂人屋+为加以外外8B A/AA/BXA+XBdr22A XAA/A+XBM BXAMA+XBM B由于+%B=1MA^BMA2XAMA+XB^BVVAMA乙X A=----------------------VVA卬B--------+------------M\MB进、出塔气体中氨的摩尔比匕、丫为2雌_卬J_2+2_L_J_A+、/MM吗_MA MA MB MRM AB反+旦d.2+-，B2“AMBMA MB
1..「AWB\2MMA MB+22MAMAdvvA在直径为、长度为的圆管中，气体通过进行稳态分子扩散
3.
0.012m
0.35m CON2管内的温度为总压为管两端的分压分别为和N2373K,
101.3kPa,CO
70.0kPa
7.0kPa,试计算的扩散通量CO解设A-CO；B-N2查附录一得0AB=0318x IO-4m2/s忠一PBI-P PA\=
101.3-70kPa=
31.3kPaPB2-PBIkPa=
57.12kPaPBM=in9^年In
31.3PBI〃B2=〃总_〃A2=10L3—
7.0kPa=
94.3kPaQ PNR—“Al—〃A2RTzpBM
0.318x10-4x
101.3x
70.0-
7.0kmol/m
2.s=
3.273x IO-6kmol/m2・s.在总压为温度为下，组分自气相主体通过厚度为的气膜扩410L3kPa,273K A
0.015m散到催化剂表面，发生瞬态化学反应生成的气体离开催化剂表面通过气膜向气相主A-3B B体扩散已知气膜的气相主体一侧组分的分压为组分在组分中的扩散系数为A
22.5kPa,A B
1.85X10-5m2/so试计算组分A和组分B的传质通量和NA NB解由化学计量式A-3B可得外=-3NAN=NA+NR=—2NA ADA代入式得7-25,一2）人dz治=风_25总RTdz p分离变量，并积分得T1BXBP总］P总+2〃A1人=N-------------In---------------2RTAzA〃总,、、
11.85x10-5x
101.
3101.3+2x
22.5,c c,1/z11li1/z2=—x--------------------------In---------------------kmol/m--s=
1.012x10kmol/m~•s
28.314x273x
0.
015101.3-5-52NR=—3NA=—3X
1.012X
10、kmol/m-s=-
3.036x
10、kmol/m・sD A在温度为的条件下，令某有机溶剂与氨水接触，该有机溶剂与水不互溶氨自水
5.278K相向有机相扩散在两相界面处，水相中的氨维持平衡组成，其值为（摩尔分数，下同），
0.022该处溶液的密度为
998.2kg/n；在离界面5mm的水相中，氨的组成为
0.085,该处溶液的密度为时氨在水中的扩散系数为试计算稳态扩散下氨的传质通
997.0kg/n278K
1.24x10-9m2/s量解设A-NH；B-H O32离界面处为点、两相界面处为点则氨的摩尔分数为5mm12,=
0.022%AI=♦85,XA2=1-
0.085=
0.915=1—XAC=1—0♦°22=
0.978A2B2=
0.946,
0.978In
0.915点、点处溶液的平均摩尔质量为12=
0.85xl7+
0.915x18kg/kmol=
17.92kg/kmol溶液M=
0.022xl7+
0.978x18kg/kmol=
17.98kg/kmol2的平均总物质的量浓度为——上=_kmol/m3=
55.58kmol/m3Me
217.
9217.98x+—\---------------I22M1故氨的摩尔通量为DAB*A1-XA2A xBMz
1.24xl09x
55.577_272=-------------------------x
0.085-
0.022kmol/m--s=
9.179x10kmol/m--s
0.005x
0.946试用式估算在、条件下，氢气在甲烷中的扩散系数
6.7-
41105.5kPa288K A BQAB解:查表得7-1,Zv=
7.07cm3/mol/AA查表计算出7-2,=
16.5+
1.98x4cm3/mol=
24.42cm3/molEVB由式7-
411.013x10—
571.75工+/1/2DAB〃」£京“3+2%3]2M\B
1.013xl0-5X288L75-+—1/2------------------———2m2/s=
6.24x10-5m2/s
105.5x
7.071/3+
24.423厂.试采用式估算在时二氧化硫在水中的扩散系数77-43293ABO AB解查得时水的黏度为293K4=
1.005xlOPa・s查表得7-3,0=
2.6查表得7-4,=
44.8cm3/mol%A由式7-43Df=
7.4X10-15M R1/2—--AB仰脸=
7.4x1O-,
52.6x181/2-----------------------------m2/s=
1.508x10-9m2/s
1.005x10-3x
44.80-6有一厚度为、长度为的蔡板在蔡板的上层表面上有大量的℃的常压空
8.8mm800mm45气沿水平方向吹过在下，茶的饱和蒸汽压为固体奈的密度为由有关45℃
73.9Pa,1152kg/n,公式计算得空气与蔡板间的对流传质系数为试计算蔡板厚度减薄所需要的时间
0.0165m/so5%解由式计算蔡的传质通量，即7-45=一鼠一%NA式中为空气主体中蔡的浓度，因空气流量很大，故可认为；为蔡板表面CAb CAb=C,Ai处气相中秦的饱和浓度，可通过蔡的饱和蒸气压计算，即cz—=——79——kmol/m3=
2.795x105kmol/m3A,RT8314x318N、=k,c\.-c..=
0.0165x
2.795xlO-5-0kmol/m2-s=
4.612x107kmol/m2-s r\L AlzAD设蔡板表面积为由于扩散所减薄的厚度为近物料衡算可得S,乂SbpA=N4AS9”悬」翳普嚼T s“806x*=268h。
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