题目
如图所示,水从槽底部沿内径为100mm的水平管子流出,阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时,压力表读数。现将阀门全开,试求此时管内流量。已知阀门(全开)的阻力系数为6.4,管内摩擦因数=0.018。答:槽面水位高度=dfrac (p)(pg)=dfrac (59.3times {10)^3}(1000times 9.81)=6.045m在槽面与管子出口间列机械能衡算式,得:解得:=dfrac (p)(pg)=dfrac (59.3times {10)^3}(1000times 9.81)=6.045m1.水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。如图。已知小管内径dA=100mm,大管内径dB=150mm,B、A截面中心点高度差h=,U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力,试问:U形压差计哪一支管内的指使液液面较高?R为多少?2.如附图所示,水泵抽水打进B、C水槽。已知各管内径相等,且A—B段、A—C段和OA段(不包括泵内阻力)的管道长与局部阻力当量管长之和=dfrac (p)(pg)=dfrac (59.3times {10)^3}(1000times 9.81)=6.045m相等。设摩擦系数λ值皆相同,过程定态。求=dfrac (p)(pg)=dfrac (59.3times {10)^3}(1000times 9.81)=6.045m。3。水以×10-4m3/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d1=20mm,大管内径d2=46mm。欲测1、2两截面处水的压差,为取得较大的读数R,采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=/m3的空气,读数R=100mm。求水由1至2截面的流动阻力∑hf。2. 在101.3 kPa及25 ℃的条件下,用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为y1、y2。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,亨利系数为×103 kPa,吸收剂用量为最小用量的倍。(1)试计算吸收液的组成;(2)若操作压力提高到1013 kPa而其他条件不变,再求吸收液的组成。
如图所示,水从槽底部沿内径为100mm的水平管子流出,阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时,压力表读数。现将阀门全开,试求此时管内流量。
已知阀门(全开)的阻力系数为6.4,管内摩擦因数=0.018。
答:槽面水位高度

在槽面与管子出口间列机械能衡算式,得:
解得:

1.水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。如图。已知小管内径dA=100mm,大管内径dB=150mm,B、A截面中心点高度差h=,U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力,试问:U形压差计哪一支管内的指使液液面较高?R为多少?
2.如附图所示,水泵抽水打进B、C水槽。已知各管内径相等,且A—B段、A—C段和OA段(不包括泵内阻力)的管道长与局部阻力当量管长之和
相等。设摩擦系数λ值皆相同,过程定态。求
。
相等。设摩擦系数λ值皆相同,过程定态。求
。3。水以×10-4m3/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d1=20mm,大管内径d2=46mm。欲测1、2两截面处水的压差,为取得较大的读数R,采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=/m3的空气,读数R=100mm。求水由1至2截面的流动阻力∑hf。
2. 在101.3 kPa及25 ℃的条件下,用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为y1、y2。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律,亨利系数为×103 kPa,吸收剂用量为最小用量的倍。
(1)试计算吸收液的组成;
(2)若操作压力提高到1013 kPa而其他条件不变,再求吸收液的组成。
题目解答
答案
解:(1)

吸收剂为清水,所以

所以操作时的液气比为
吸收液的组成为
(2)

3. 在一直径为0.8 m的填料塔内,用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45 kmol/h,二氧化硫的体积分数为。操作条件下气液平衡关系为
,气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%,要求回收率为98%。求水的用量(kg/h)及所需的填料层高度。
,气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%,要求回收率为98%。求水的用量(kg/h)及所需的填料层高度。解:

惰性气体的流量为
水的用量为
求填料层高度
4.在常压逆流吸收塔中,用纯溶剂回收混合气中的A组份,入塔气体流量为1120m3/h(标准状态),入塔y1=5%(v%),吸收率为90%,吸收因数L/mG=2,亨利系数E=1.5atm,该塔塔径为,体积吸收系数Kya=100kmol/m3.h。试求:
(1) 出塔液体组成x1;
(2) 填料层高度H;
若操作中入塔浓度y′1=10%(体积),其它条件不变,则出塔液体浓度x′1为多少?
解:吸收因数A=L/mG=2 ∴L/G=3
据全塔物料衡算: L(x1-x2)=G(y1-y2) ,x2=0 , y1
∴x1=(G/L)×(y1-y2)=(G/L)×y1
(2)HOG=G/Ky2)=
S=1/A=1/2=0.5 y1/y2=1/(1 - η )=10
代入得NOG=3.41 H= HOG ×NOG=3.4 m
(3)∵x2=0 HOG不变,H不变,∴NOG不变
由N OG计算公式知,NOG不变,S=1/A不变, ∴ η不变
∴y2′= y1′×(1- η×
x1′=(G/L)×y1′η
5. 在101.3 kPa及20 ℃的条件下,用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气。已知混合气的质量流速G为600 kg/(m2·h),气相进、出塔的摩尔分数分别为、,水的质量流速W为800 kg/(m2·h),填料层高度为3 m。已知操作条件下平衡关系为Y= 0.9 X,KGa正比于G 而于W无关。若(1)操作压力提高一倍;(2)气体流速增加一倍;(3) 液体流速增加一倍,试分别计算填料层高度应如何变化,才能保持尾气组成不变。
解:首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数
操作条件下,混合气的平均摩尔质量为
m(1)

若气相出塔组成不变,则液相出塔组成也不变。所以
m
m
m即所需填料层高度比原来减少。
(2)

若保持气相出塔组成不变,则液相出塔组成要加倍,即
故
m
m
m即所需填料层高度要比原来增加4.910 m。
(3)

W对KGa无影响,即
对KGa无影响,所以传质单元高度不变,即
对KGa无影响,所以传质单元高度不变,即
m即所需填料层高度比原来减少0.609 m。