所以Wc?Cp,clnT?t1?KiAi T?t2原来：Wc?Cp,cln后来：Wc?Cp,cln100?15?KiAi Wc，Cp,c，Ki，Ai均前后不变

100?43100?20?KiAi '100?t2100?15100?20'?,所以t2?46.4℃ '100?43100?t2前后情况对比，得

43) 列管换热器有三种类型，即：_____式，_____式及____式。（答：固定管板，U形管，浮头）

44) 列管换热器内设置折流板的目的是___________。（答：增大壳程流体流速，使尽量多的壳程流体可垂直流过管束，使其给热系数增大） 45) 折流板有两种形式，即_____式和_____式。（答：圆缺形，盘环形）

46) 某单管程，单壳程列管换热器，壳程为水蒸汽冷凝，蒸汽温度为T=140℃，管程走空气，由t1=20℃升至t2=90℃。若将此换热器改为双管程，空气流量不变，设空气物性不变，空气原来在管内湍流，管壁及污垢热阻均可略去，改为双管程后换热管数不变，则改为双管程后空气出口温度t2'=______℃。（答：113.9℃） [分析]原来：Wc?Cp,clnT?t1?KiAi T?t2T?t1?Ki'A

T?t2' 后来：Wc?Cp,clnT?t1T?t2'Ki'?两式相除，得，由于水蒸气冷凝?h》空气?c，且管壁及污垢热阻不计，故

T?t1KilnT?t2lnKi'?c'，又由于空气在管内均为湍流，且改成双管程后，空气在管内的流速为单管程的?Ki?c?c'2倍，故?20.8

?c140?20140?t2''?20.8，∴t2因此，=113.9℃

140?20ln140?90ln47) 螺旋板换热管的特点是_______。（答：因时弯曲通道，比起直通道，在其他条件相近时，传热系数较大，热冷流体逆流换热，平均温差大，紧凑，不易堵塞，但坏了不能修）

21

48) 如下图，当Wc下降，其他不变，则______（答：A） t2

Wh,T1 Wc,t1 A)Q ,t2 ,T2 B)Q不变,t2 ,T2 均不变 C) Q ,t2 ,T2 D）Q ,t2 ,T2 直接间接[分析] Wc??????0?????Ki????T2????Q?

T2

（幅度大） （幅度大） （幅度小） （幅度小） （幅度小） 又Q=Wc?Cp,c(t2?t1)，可判断，t2必然上升 ? ? ?

（幅度小） （幅度大）

49）有一加热釜，内有Wkg比热为Cp的液体。用蛇管加热器加热液体，蛇管内通温度为T 的饱和蒸汽，凝液为饱和水。釜内有搅拌器，故液体温度均匀。蒸汽与釜液之间传热系数为K1，蛇管换热器面积为A1。外界空气温度为t0，釜液与外界空气的传热系数为K2，釜液温度升至tmax时，便维持恒温。写出釜液升温阶段有t1升至t2所需时间的计算式及计算tmax的计算式。（答：①在釜液升温的非定态过程，在dt时间内） dQi?dQ0?dQa

即 K1A1(T?t)d??K2A2(t?t0)d??W?Cp?dt 或 [K1A1(T?t)?K2A2(t?t0)]d??W?Cp?dt

?t2所以 ??d??W?Cp0?dt ?(K1AT1?K2A2t0)?(K1A1?K2A2)tt1②釜液温度为tmax时，过程定态，Qi?Q0 则 K1A1(T?tmax)?K2A2(tmax?t0)

22

第六章 气体吸收

以下讨论只限于单组分吸收或解吸，即气相中只含有溶质气体A及惰性气体B。气相中A的摩尔分数以y表示，液相中A的摩尔分数以x表示。设惰气完全不溶于液相，吸收剂完全不挥发。

1）吸收是_____________的过程。（答：气体溶解于液体）

2）吸收最广泛的用途是通过适当的吸收剂以_________________。（答：分离气体混合物的组分）

3）对吸收剂的要求主要是________________。（答：对欲吸收的溶质气体溶解度大，选择性好，溶解度对温度改变的变化大，挥发度小，无毒，价廉，易得）

4）二元气相物系，分子扩散系数DAB与DBA的关系是：DAB_____________DBA。（答：=） 5）气相分子扩散系数DAB值正比于绝对温度T的_______次方，反比于绝对压强P的______次方。（答：1.5，1）

6）液相分子扩散系数DAB值正比于绝对温度T的_______次方，反比于液相粘度μ的______次方。（答：1，1）

7）以JA,JB表示组分A,B的分子扩散通量，以NA,NB表示A,B的传质通量。在精馏操作中，|JA|______|JB|，NA________JA。（答：=，=）

8）在吸收过程，存在着_____流动，NA________JA，|JA|______|JB|。（答：主体，>，=）

[分析]理想气体恒温恒压意味着单位体积气体的摩尔数恒定。当二元气体物系在恒温恒压下A、B分子相向扩散，必然是彼此填补对方移动腾出的空间。这好比一个公共汽车内车尾的乘客在下一站就要下车前，在向中门移动过程中同不下车的乘客“调一调”位置，彼此相向移动，但摩尔密度不变。这就是|JA|=|JB|。无论是吸收或精馏，只要是二元物系满足上述条件，|JA|=|JB|的结论都成立。如果公共汽车正面对红灯停车，则|JA|= NA，如精馏过程；如果公共汽车正在缓缓向前行驶靠站，使站台上等车的乘客认为B并无位移，这就如吸收过程。显然，站台上的人看到A的位移通量比A相对于公共汽车的位移通量大，即NA>JA，以上仅是个比喻，很粗略，仅适合二元物系

9）在气相中进行着组分A由1截面至2截面的分子扩散，组分A在1，2截面的摩尔分数分别是y1与y2.则“漂流因子”之值=________。（答：1/(1?y)1,m，1/(1?y)1,m是（1-y1）与（1-y2）的对数平均值） 10）对一定气液体系，温度升高，溶质气体的溶解度________，相平衡常数m=______。（答：下降，增大）

11）已知亨利系数E，总压P, 两者单位相同，则相平衡常数m=_______。（答：E/p） 12）以水吸收空气，SO2混合物中的SO2，已知m=20.17，y=0.030，x=4.13×10-4，当以△y为推动力，则y-y*=______,当以△x为推动力，则x*-x=_______。（答：2.17×10-2，1.07×10-3） 13）在对流扩散的吸收过程，在气相侧，A的扩散通量NA=k（，在液相侧，NA=k（。yy-yi）xxi-x）式中下标i表示气液界面。已知相平衡常数为m，则以△y为推动力的相际总传热系数Ky的计算式为：1/Ky=_______，以△x为推动力的相际总传热系数Kx的计算式为1/Kx=_______。（答：1/ky+m/kx,1/kx+1/(mky)）

14）在吸收过程中，当气相阻力>液相阻力，（气相阻力/总阻力）可用_____或_____表示。当液相阻力>气相阻力，（液相阻力/总阻力）可用_____或_____表示。（答：Ky/ky,(y-yi)/(y-y*),Kx/kx,(xi-x)/(x*-x)）

15）双膜理论的要点是：?临近界面的气液流动必为层流；?可把层流适当延伸，使之包含了湍流及过度流的传质阻力。这种延伸的层流层称为“虚拟层流膜”。可认为界面上气液处于

23

平衡态。于是，吸收阻力全在于气液两层“虚拟层流膜”上。?__________。（答：若操作条件固定，则设备内进行着定态传质）

16）某逆流填料吸收塔，塔截面积为0.8m2，在常压，27℃下处理混合气流量为1200m2/h，则气体的摩尔通量G=______kmol/（h·m2）。（答：60.91）

[分析]根据pv=nRT公式，把v的单位看成m3/h，n的单位看成kmol/h 17）低浓度气体吸收的特点是：______。（答①全塔气液摩尔通量G、L均为常量；②全塔等温吸收；③ky,kx在全塔均为常量）

18）在填料吸收塔或解吸塔中，操作线表示________。（答：同一塔的横截面上气相浓度y与液相浓度x之间的数量关系）

19）某吸收操作情况如附图所示。已知y*=1.5x，则（L/G）与（L/G）min的比值β=_____。（答：1.278）

x (L/G)min y?1.5

y2=0.0040 x2=0 y1 y 4m y2 y1=0.020 x1=0.0090 [分析]当y1，y2，x2，m以及G已定的条件下，液体喷淋通量L愈小，则x1愈大。L为最小极限值Lmin时，x1增大到愈y1在塔底平衡的x1*，此题，

*(L/G)min?(y1?y2)/(y1/m)?(0.020?0.0040)/(0.020/1.5)?1.20，

L/G?(0.02?0.004)/0.0090?1.78，∴??1.48

20） 在常压逆流填料吸收塔中，以清水吸收空气与某可溶组分A的混合气中的A，y1=0.03，吸收率η=0.95，已知解吸因数为0.80，物系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.030，则x1=_____。（答：0.0228）

[分析]一般相平衡常数m值是可查的，是已知值，但此题却以“与入塔气体成平衡的液相浓度为0.030”间接给出了m，一般（mG/L）值是m与L/G均已知后算得得，但此题却把（mG/L）作为已知值给出。像这样的考察基本概念及解题技巧的题并不多见。∵m=y1/x1*=0.030/0.030=1.0，mG/L=0.80，∴L/G=1.25，又，y2=y1(1-?)=0.030×（1-0.95）=1.5×10-3，由L/G=（0.030-0.0015）/x1=1.25，∴x1=0.0228

21） 在逆流填料吸收塔中，以纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质气体，已知气相摩尔通量G=60.91kmol/(h·m2)，气相体积总传质系数Kya=100kmol/(h·m3)，填料层高4.0m，体系符合亨利定律且吸收因数为1.20，则吸收率η=______。（答：0.9226）

[分析]此题H=4.0m，HOG=G/Kya=60.91/100=0.6091m，所以NOG=4.0/0.6091=6.567，接下去就是以NOG求?。计算NOG的吸收因数法比对数平均浓度差法用得更多。下列公式应熟记：

NOG?y?mx2mG1ln[(1?mG)1?] （x2≠0）

LLmGy2?mx21?L24