题目
7. 在 101.33kPa, 27°C 下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气,液两相中的浓度都很低,平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H =1.995kmol/(m 3• kPa),气膜吸收系数 kG = 1.55 x 10-5 kmol/(m 2• s• kPa),液 膜吸收系数 k L = 2.08 x 10-5 kmol/(m 2• s• kmol/m3)。试求总吸收系数 Ks,并计 算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。
7. 在 101.33kPa, 27°C 下用水吸收混于空气中的甲醇蒸汽。甲醇在气,液两相中的浓度都很低,平衡关系服从亨利定律。已知溶解度系数H =1.995kmol/(m 3• kPa),气膜吸收系数 kG = 1.55 x 10-5 kmol/(m 2• s• kPa),液 膜吸收系数 k L = 2.08 x 10-5 kmol/(m 2• s• kmol/m3)。试求总吸收系数 Ks,并计 算出气膜阻力在总阻力中所的百分数。
题目解答
答案
解:由 1/KG = 1/k G + 1/Hk L可得总吸收系数1/KG = 1/1.55 x 10-5 + 1/(1.995 x 2.08 x 10-5)52KG = 1.128x 10- kmol/(m • s • kPa)气膜阻力所占百分数为:(1/ k G) / (1/kG + 1/Hk L) = HkJ (Hk_+ ks)=(1.995 x 2.08 ) / (1.995 x 2.08 + 1.55 )=0.928 = 92.8%
解析
步骤 1:计算总吸收系数 Ks
根据亨利定律,总吸收系数 Ks 可以通过以下公式计算:
\[ \frac{1}{K_G} = \frac{1}{k_G} + \frac{1}{Hk_L} \]
其中,\( k_G \) 是气膜吸收系数,\( k_L \) 是液膜吸收系数,\( H \) 是溶解度系数。将已知数值代入公式中计算 Ks。
步骤 2:计算气膜阻力在总阻力中的百分数
气膜阻力在总阻力中的百分数可以通过以下公式计算:
\[ \frac{1/k_G}{1/k_G + 1/Hk_L} \times 100\% \]
将已知数值代入公式中计算气膜阻力在总阻力中的百分数。
【答案】
步骤 1:计算总吸收系数 Ks
\[ \frac{1}{K_G} = \frac{1}{1.55 \times 10^{-5}} + \frac{1}{1.995 \times 2.08 \times 10^{-5}} \]
\[ \frac{1}{K_G} = 645161.29 + 23922.59 \]
\[ \frac{1}{K_G} = 669083.88 \]
\[ K_G = 1.128 \times 10^{-5} \text{ kmol/(m}^2 \cdot \text{s} \cdot \text{kPa)} \]
步骤 2:计算气膜阻力在总阻力中的百分数
\[ \frac{1/k_G}{1/k_G + 1/Hk_L} \times 100\% = \frac{645161.29}{645161.29 + 23922.59} \times 100\% \]
\[ = \frac{645161.29}{669083.88} \times 100\% \]
\[ = 0.964 \times 100\% \]
\[ = 96.4\% \]
根据亨利定律,总吸收系数 Ks 可以通过以下公式计算:
\[ \frac{1}{K_G} = \frac{1}{k_G} + \frac{1}{Hk_L} \]
其中,\( k_G \) 是气膜吸收系数,\( k_L \) 是液膜吸收系数,\( H \) 是溶解度系数。将已知数值代入公式中计算 Ks。
步骤 2:计算气膜阻力在总阻力中的百分数
气膜阻力在总阻力中的百分数可以通过以下公式计算:
\[ \frac{1/k_G}{1/k_G + 1/Hk_L} \times 100\% \]
将已知数值代入公式中计算气膜阻力在总阻力中的百分数。
【答案】
步骤 1:计算总吸收系数 Ks
\[ \frac{1}{K_G} = \frac{1}{1.55 \times 10^{-5}} + \frac{1}{1.995 \times 2.08 \times 10^{-5}} \]
\[ \frac{1}{K_G} = 645161.29 + 23922.59 \]
\[ \frac{1}{K_G} = 669083.88 \]
\[ K_G = 1.128 \times 10^{-5} \text{ kmol/(m}^2 \cdot \text{s} \cdot \text{kPa)} \]
步骤 2:计算气膜阻力在总阻力中的百分数
\[ \frac{1/k_G}{1/k_G + 1/Hk_L} \times 100\% = \frac{645161.29}{645161.29 + 23922.59} \times 100\% \]
\[ = \frac{645161.29}{669083.88} \times 100\% \]
\[ = 0.964 \times 100\% \]
\[ = 96.4\% \]