Основа массопередачи. Абсорбция
Задача 5.1 (задачник Романков, Флисюк) Определить плотность смеси равных объемов бензола и нитробензола, относительную массовую долю X нитробензола и его молярную объемную концентрацию Сх, считая, что объем жидкой смеси равен сумме объемов компонентов.
Ответ: р = 1050 кг/м3, х = 1,33 кг/кг, Сх = 4,86 кмоль нитробензола/м3, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.1 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.2 (задачник Романков, Флисюк) Определить плотность жидкой смеси, содержащей (в молярных долях) 20 % хлороформа, 40 % ацетона и 40 % сероуглерода, считая, что изменения объема при смешении не происходит.
Ответ: р = 1140 кг/м3, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.2 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.3 (задачник Романков, Флисюк) Воздух насыщен паром этилового спирта. Общее давление воздушно-паровой смеси 600 мм рт. ст., температура 60°С. Считая оба компонента смеси идеальными газами, определить относительную массовую долю этанола Y в смеси и плотность смеси.
Ответ: Y = 1,59 кг пара/кг воздуха; р = 1,08 кг/м3, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.3 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.4 (задачник Романков, Флисюк) Газовая смесь, содержащая 26% водорода, 60% метана и 14% этилена (молярные доли) имеет давление рабс=30 кгс/см2 и температуру 20°С. Считая компоненты смеси идеальными газами, определить их объемные массовые концентрации Cy (в кг/м3).
Ответ: Сy = 0,634, 11,6 и 4,74 кг/м3, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.4 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.5 (задачник Романков, Флисюк) Над плоской поверхностью поглотителя водяного пара со скоростью 2,1 м/с при нормальных условиях проходит паровоздушная смесь с начальной концентрацией пара 12,0·10-3 кг/м3. Поверхность поглотителя имеет ширину 0,50 и длину 2,0 м. Высота зазора, по которому проходит смесь, составляет 100 мм. Средняя толщина пограничного слоя у поверхности, поперек которого происходит диффузия пара, равна 0,40 мм. Определить количество поглощенного пара, если на самой поглощающей поверхности концентрацию пара можно принять нулевой, а распределение концентрации вдоль движения воздуха - линейным. Расчет проводится последовательными приближениями.
Ответ: М = 0,12*10-3 кг не совпадает с задачником 0,12*10-3 кг/с, разные единицы измерения.
Скачать решение задачи 5.5 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.6 (задачник Романков, Флисюк) В условиях примера 5.3 определить движущую силу процесса массоперехода в начальный момент времени по газовой и по жидкой фазе в объемных концентрациях, мольных и массовых.
Ответ: Сх = 5,15*10-3 кмоль/м3, Су = 0134 кг/м3, Сх = 3,86*10-6 кмоль/м3, Сх = 0,1*10-3 кг/м3, ответ не совпадает для второго случая Сх = 5,26*10-3 кмоль/м3, Сх = 0,137 кг/м3
Скачать решение задачи 5.6 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.7 (задачник Романков, Флисюк) Пар бинарной смеси хлороформ - бензол, содержащий 50% хлороформа и 50% бензола, контактирует с жидкостью, содержащей 44% хлороформа и 56% бензола (молярные доли). Давление атмосферное. Определить: а) из какой фазы в какую будут переходить хлороформ и бензол; б) движущую силу процесса массопередачи по паровой и по жидкой фазе на входе пара в жидкость (в молярных долях). Данные о равновесных составах см. в табл. ХLII.
Ответ: y = 0,1 и х = 0,08 кмоль/кмоль смеси, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.7 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.8 (задачник Романков, Флисюк) Газовая смесь, содержащая 0,8 % (объемная доля) октана, сжимается компрессором до рабс=5 кгс/см2 и затем охлаждается до 25°С. Определить степень выделения октана. Как изменится степень выделения, если охладить сжатую газовую смесь холодильным рассолом до 0 °С? Давление насыщенного пара октана - см. рис. XI.
Ответ: степень выделения 40,5 и 85%, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.8 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.9 (задачник Романков, Флисюк) Рассчитать коэффициенты молекулярной диффузии под атмосферным давлением: а) пара бензола в паре толуола при температуре 100°С; б) пара этилового спирта в водяном паре при температуре 92°С.
Ответ: а) 4,85*10-6; б) 20,6*10-6 м2/с, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.9 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.10 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент массопередачи в орошаемом водой абсорбере, в котором у = 2,76·10-3 кмоль/(м2·ч·кПа), а x = 1,17·10-4 м/с. Давление в аппарате рабс = 1,07 кгс/см2. Уравнение линии равновесия в мольных долях: у* = 102x.
Ответ: 0,00232 кмоль/(м2*ч*кПа), не совпадает с задачником 0,00122 кмоль/(м2*ч*кПа)
Скачать решение задачи 5.10 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.11 (задачник Романков, Флисюк) Определить среднюю движущую силу и общее число единиц переноса nоу при поглощении из газа паров бензола маслом. Начальная концентрация бензола в газе 4% (объемная доля); улавливается 80% бензола. Концентрация бензола в масле, вытекающем из скруббера, 0,02 кмоль бензола/кмоль чистого масла. Масло, поступающее в скруббер, бензола не содержит. Уравнение равновесной линии в относительных мольных концентрациях: у*=0,126х. Движущую силу выразить в единицах концентрации Y (кмоль бензола/кмоль инертного газа).
Ответ: 0,02 кмоль бензола/кмоль инертного газа, noy = 1,6, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.11 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.12 (задачник Романков, Флисюк) В скруббере поглощается водой диоксид серы из инертного газа (азота) под атмосферным давлением (760 мм рт. ст.). Начальное содержание диоксида серы в газе 5% (об.). Температура воды 20°С, ее расход на 20% больше теоретически минимального. Извлекается из газа 90% SО2. Определить: 1) расход воды на поглощение 1000 кг/ч сернистого газа; 2) среднюю движущую силу процесса; 3) общее число единиц переноса nоу. Линия равновесия может быть принята за прямую; координаты двух ее точек: 1) парциальное давление SО2 в газовой фазе р = 39 мм рт. ст., X = 0,007 кг SО2/кг воды; 2) р = 26 мм рт. ст., X = 0,005 кг SО2/кг воды.
Ответ: L = 48,6 кг/с, noy = 6,02, Рср = 5,67 кПа, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.12 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.13 (задачник Романков, Флисюк) В насадочном абсорбере производится поглощение пара метанола водой из газа под атмосферным давлением при средней температуре 27°С. Содержание метилового спирта в газе, поступающем в скруббер, 100 г на 1 м3 инертного газа (считая объем газа при рабочих условиях). На выходе из скруббера вода имеет концентрацию 67% от. от равновесной с входящим газом. Уравнение растворимости метилового спирта в воде в относительных мольных концентрациях: Y*=1.15Х. Извлекается водой 98% от исходного количества спирта. Коэффициент массопередачи: Kх = 0,5 (кмоль спирта м2·ч кмоль спирта/кмоль воды) инертного газа 1200 м3/ч (при рабочих условиях). Абсорбер заполнен насадкой из керамических колец с удельной поверхностью 190 м2/м3. Коэффициент смачивания насадки 0,87. Фиктивная скорость газа в абсорбере w= 0,4 м/с. Определить расход воды и требуемую высоту слоя насадки.
Ответ: L = 1480 кг/ч, Н = 7,2м, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.13 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.14 (задачник Романков, Флисюк) В скруббер диаметром 0,5 м подается 550 м3/ч (при 760 мм рт. ст. и 20 °С) воздуха, содержащего 2,8% (объемная доля) аммиака, который поглощается водой под атмосферным давлением. Степень извлечения аммиака 0,95. Расход воды на 40% больше теоретически минимального. Определить: 1) расход воды; 2) общее число единиц переноса nоу; 3) высоту слоя насадки из керамических колец 50X50X5 мм. Коэффициент массопередачи: Ку=0,001кмоль аммиака/(м2·с кмоль аммиака/кмоль воздуха). Данные о равновесных концентрациях жидкости и газа взять из примера 5.11. Коэффициент смоченности насадки 0,9.
Ответ: L = 760кг/ч, noy = 4,68, Н = 1,93 м, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.14 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.15 (задачник Романков, Флисюк) Воздух с примесью аммиака пропускается через орошаемый водой скруббер, наполненный насадкой из колец с удельной поверхностью 89,5м2/м3. Свободный объем начадки 0,79 м3/м3. Температура процесса абсорбции 28 С, абсолютное давление 1кг/см2. Объемная доля аммиака в газовой смеси 5,8%. Массовая скорость газа, отнесенная к полному сечению скруббера, 1,1кг/(м2·с). Определить коэффициент массоотдачи для газа, считая что скруббер работает при пленочном режиме.
Ответ bг = 0,038 м/с, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.15 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.16 (задачник Романков, Флисюк) Рассчитать коэффициент массоотдачи от жидкой фазы в насадочном абсорбере, в котором производится поглощение диоксида углерода водой при температуре 20 °С. Плотность орошения 60 м3/(м2·ч). Насадка - керамические кольца 35х35х4 мм навалом. Коэффициент смоченности насадки 0,86.
Ответ: bx = 2,16*10-6 м/с, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.16 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.17 (задачник Романков, Флисюк) Определить коэффициент массоотдачи для газа в скруббере при поглощении пара бензола из коксового газа по следующим данным: насадка хордовая из реек 12,5х100 мм с расстоянием между рейками b = 25 мм (для такой насадки 4dэ = 2b = 0,05 м); скорость газа, считая на полное сечение скруббера, 0,95 м/с; плотность газа 0,5 кг/м3; динамический коэффициент вязкости газа 0,013 мПа с; коэффициент диффузии бензола в газе 16·10-8 м2/с. Режим считать пленочным.
Ответ: by = 0,0285 м/с, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.17 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.18 (задачник Романков, Флисюк) Определить диаметр и высоту тарельчатого абсорбера для поглощения водой аммиака из воздушно-аммиачной смеси при атмосферном давлении и температуре 20°С. Начальное содержание аммиака в газовой смеси 7% (об.). Степень извлечения 90%. Расход инертного газа (воздуха) 10000 м3/ч (при рабочих условиях). Линию равновесия считать прямой, ее уравнение в относительных массовых концентрациях: Y* = 0,61X. Скорость газа в абсорбере (фиктивная) 0,8 м/с. Расстояние между тарелками 0,6 м. Средний к. п. д. тарелок 0,62. Коэффициент избытка поглотителя 1.3.
Ответ: d = 2,15м, Н = 5,4м, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.18 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.19 (задачник Романков, Флисюк) По условиям предыдущей задачи определить: 1) высоту насадочного абсорбера с насадкой из керамических колец 50ХХ50х5 мм, приняв hy - высоту слоя насадки, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ), равной 0,85 м; 2) величину коэффициента массопередачи в этом насадочном абсорбере Ку кг аммиака /(м2·с кмоль аммиака/кмоль воздуха) насадки равным 0,9.
Ответ: 1) Н = 5,1м, 2) Ку = 0,0132 кг аммиака /(м2с кмоль аммиака/кмоль воздуха), совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.19 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.20 (задачник Романков, Флисюк) По данным контрольных задач 6.20 и 6.21 определить высоту слоя насадки через общее число единиц переноса nоу и высоту единицы переноса (ВЕП) h0у.
Ответ: Н = 5,1м, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.20 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.21 (задачник Романков, Флисюк) Абсорбер для улавливания паров бензола из парогазовой смеси орошается поглотительным маслом с мольной массой 260 кг/кмоль. Среднее давление в абсорбере рабс=800 мм рт. ст., температура 40°С. Расход парогазовой смеси 3600 м3/ч (при рабочих условиях). Концентрация бензола в газовой смеси на входе в абсорбер 2% (об.) извлекается 95% бензола. Содержание бензола в поглотительном масле, поступающем в абсорбер после регенерации, 0,2% (мол.). Расход поглотительного масла в 1,5 раза больше теоретически минимального. Для расчета равновесных составов принять, что растворимость бензола в м:асле определяется законом Рауля. При концентрациях бензола в жидкости до X=0,10 кмоль бензола/кмоль масла равновесную зависимость Y*=f(X) считать прямолинейной. Определить: 1) расход поглотительного масла в кг/ч; 2) концентрацию бензола в поглотительном масле, выходящем из абсорбера; 3) диаметр и высоту насадочного абсорбера при скорости газа в нем (фиктивной) 0,5 м/с и высоте единицы переноса (ВЕП) hоу = 0,9 м; 4) высоту тарельчатого абсорбера при среднем к. п. д. тарелок 0,67 и расстоянии между тарелками 0,4 м.
Ответ: 1) L = 12,3 т/ч, 2) Хк = 0,061 кмоль бензола/кмоль масла, 3) d = 1,59м, n = 10, 4) Н = 4м, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.21 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.22 (задачник Романков, Флисюк) В абсорбере под атмосферным давлением при температуре 20°С поглощается из парогазовой смеси 300 кг бензола в 1 ч. Начальное содержание пара бензола в парогазовой смеси 4% (об.). Степень извлечения бензола 0,85. Жидкий поглотитель, поступающий в абсорбер после регенерации, содержит 0,0015 кмоль бензола/кмоль поглотителя. Фиктивная скорость газа в абсорбере 0,9 м/с. Уравнение линии равновесия: Y* =0,2Х, где Y* и X выражены соответственно в кмоль бензола/кмоль инертного газа и кмоль бензола/кмоль поглотителя. Коэффициент избытка поглотителя 1,4. Определить диаметр абсорбера и концентрацию бензола в поглотителе, выходящем из абсорбера.
Ответ: D = 1,03м и Хн = 0,149 кмоль бензола/кмоль поглотителя, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 5.22 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.23 (задачник Романков, Флисюк) В насадочном аппарате диаметром 1,2 м из потока воздуха поглощаются пары этанола от начальной (в нижнем сечении аппарата) концентрации 0,065 до конечной концентрации 0,006 кмоль эт/кмоль вх. Движение воздуха и жидкого поглотителя в аппарате противоточное. В исходном потоке подаваемой сверху воды этанол отсутствует. Объемный расход воздуха при температуре 30°С и атмосферном давлении составляет 1200 м3/ч. Удельная поверхность насадки 204 м2/м3, доля смоченности ее водой 0,85. Коэффициент массопередачи этанола от воздуха к воде Ку = 3,1·10-4 кмоль эт/(м2·с (кмоль эт/кмоль вх)). Равновесная зависимость линейная У*(Х)=1,40Х. Коэффициент избытка воды по отношению к ее теоретически минимальному расходу составляет 1,3. Вычислить необходимый расход воды и высоту слоя насадки.
Ответ: L = 0,4 кг/с, Н = 1,04м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 5.23 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 5.24 (задачник Романков, Флисюк) В насадочном абсорбере непрерывного действия из воздушного потока поглощаются пары аммиака с помощью подаваемого в верхнюю часть аппарата потока воды. Диаметр аппарата 1,1 м. Удельная поверхность насадки 140 м2/м3, а доля смачиваемости ее поверхности 0,7. Расход воздушно-аммиачной смеси 1400 м3/ч; начальная и конечная концентрации аммиака в воздухе 0,050 и 0,0045 кмоль ам/кмоль вх; температура воздуха и воды 12°С. Коэффициент массопередачи от воздуха к воде Ку = 3,1·10-4 кмоль ам/(м2·с (кмоль ам/кмоль вх)). Равновесная зависимость имеет линейный характер Y*(Х) = 1,35X. Расход воды в 1,5 раза превышает теоретически минимальное количество. Вычислить необходимую высоту слоя насадки и расход воды.
Ответ: L = 0,551 кг/с, Н = 2,91 м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 5.24 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)