题目
已知某湿壁塔某一塔截面上气相主体的溶质浓度 y=0.05，液相溶质浓度 x=0.01，气相与液相传质系数分别为 k_y=5times10^-4 (kmol/m)^2(s), k_x=8times10^-4 (kmol/m)^2(s)，亨利常数 m=2，总压为 101.3(kPa)。试求：推动力 y-y_e，x_e-x，总传质系数 K_y，K_x，传质速率 N_A
已知某湿壁塔某一塔截面上气相主体的溶质浓度 $y=0.05$，液相溶质浓度 $x=0.01$，气相与液相传质系数分别为 $k_y=5\times10^{-4}$ $\text{kmol/m}^2\text{s}$, $k_x=8\times10^{-4}$ $\text{kmol/m}^2\text{s}$，亨利常数 $m=2$，总压为 $101.3\text{kPa}$。试求： 推动力 $y-y_e$，$x_e-x$，总传质系数 $K_y$，$K_x$，传质速率 $N_A$
题目解答
答案
根据亨利定律，$ y_e = mx = 2 \times 0.01 = 0.02 $，$ x_e = \frac{y}{m} = \frac{0.05}{2} = 0.025 $。
推动力为：
\[
y - y_e = 0.05 - 0.02 = 0.03, \quad x_e - x = 0.025 - 0.01 = 0.015
\]
总传质系数：
\[
K_y = \frac{1}{\frac{1}{k_y} + \frac{m}{k_x}} = \frac{1}{2000 + 2500} = 2.222 \times 10^{-4} \, \text{kmol/m}^2\text{s}
\]
\[
K_x = \frac{1}{\frac{1}{k_x} + \frac{1}{m k_y}} = \frac{1}{1250 + 1000} = 4.444 \times 10^{-4} \, \text{kmol/m}^2\text{s}
\]
传质速率：
\[
N_A = K_y (y - y_e) = 2.222 \times 10^{-4} \times 0.03 = 6.666 \times 10^{-6} \, \text{kmol/m}^2\text{s}
\]
或
\[
N_A = K_x (x_e - x) = 4.444 \times 10^{-4} \times 0.015 = 6.666 \times 10^{-6} \, \text{kmol/m}^2\text{s}
\]
最终结果：
\[
y - y_e = 0.03, \quad x_e - x = 0.015, \quad K_y = 2.222 \times 10^{-4} \, \text{kmol/m}^2\text{s}, \quad K_x = 4.444 \times 10^{-4} \, \text{kmol/m}^2\text{s}, \quad N_A = 6.666 \times 10^{-6} \, \text{kmol/m}^2\text{s}
\]