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化工
题目

如果吸收塔内的相际传质过程为气膜控制,塔高不变,入塔混合气流量增加时,气相总传质单元高度和总传质单元数()A. 均增大;B. 均减小;C. 前者增大、后者减小;D. 前者减小、后者增大;

如果吸收塔内的相际传质过程为气膜控制,塔高不变,入塔混合气流量增加时,气相总传质单元高度和总传质单元数()

A. 均增大;

B. 均减小;

C. 前者增大、后者减小;

D. 前者减小、后者增大;

题目解答

答案

C. 前者增大、后者减小;

解析

本题考查吸收塔中相际传质过程的气膜控制条件下,气相总传质单元高度(H_G)和总传质单元数(N_G)随气体流量变化的规律。核心思路在于理解总传质系数(K_Ga)与流量的关系,进而推导H_G和N_G的变化趋势。关键点包括:

  1. 气膜控制时,总传质系数K_Ga = k_G × a(k_G为气相分传质系数,a为接触面积)。
  2. 流量增加导致气相流速增大,使气膜变薄,k_G增大,但可能引起接触面积a减小。
  3. 总传质单元高度H_G = 1/K_Ga,总传质单元数N_G = H × K_Ga(H为塔高)。若K_Ga减小,则H_G增大,N_G减小。

关键分析步骤

  1. 流量对k_G的影响:流量增加,气相流速增大,根据Film理论,k_G与流速的平方根成正比,即k_G ∝ √v,因此k_G增大。
  2. 流量对a的影响:流量增加可能导致气泡在液体中的停留时间减少,接触面积a与停留时间成正比,故a减小。
  3. 综合影响:K_Ga = k_G × a。若a的减小速度超过k_G的增加速度,则K_Ga整体减小。
  4. H_G和N_G的变化:
    • H_G = 1/K_Ga,K_Ga减小 → H_G增大。
    • N_G = H × K_Ga,K_Ga减小 → N_G减小。

结论

流量增加时,气相总传质单元高度增大,总传质单元数减小,对应选项C。

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