查得 25℃水的平衡分压 p = 3170 pa ，扩散系数为：
D
=
T D0 (T0
)1.75
=
0.22 ×
( 298)1.75 273
=
0.256cm2
/
s
pB1 = p − pA1 = 101300 − 3170 = 98130 pa
pB2 = p − pA2 = 101300 − 0 = 101300 pa
a'= 0.0162 ×154 = 0.087 (1 − 0.0162) × 29
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第八章 传质过程导论
C = yp = 0.0162 ×1013 = 6.58 ×10−3 kmol / m3 RT 8.314 × 300
(2) a − a ' ×100% = 0.15 − 0.087 ×100% = 42%
101.3kPa(绝)，试求
(1) CO2 在水中的最终浓度及混合气的最终压力各为多少。
(2)刚开始接触时的总传质推动力，分别以分压差、摩尔分率差及液相浓
度差表示。
解：(1)设 CO2 在水中溶解了 a mol，查得，25℃时， CO2 在水中的亨利系数
E = 1.66 ×105 kp a
由亨利定律： pCO2
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= 1000 ×103 × 6.42 ×10−6 × 32 = 11.42(g / m3 ) 18
= 11.42 × 22.4 ×10−3 = 7.99 ×10−3 (Nm3 / m3 ) 32
第九章 吸收
3.将含 CO2 20％、惰性气体 80％(体)的混合气，在体积为 2 m3 的密闭容器中， 与 l m3 的清水在 25℃下长期充分接触。若刚开始接触时混合气的压力为
3．试用 Fuller 等人的方法分别估算 20℃、101.3kPa 下氨和二氯化硫在空气 中的扩散系数 D，并将结果和表 8-2 中能查到的数据进行核对。
1.00 ×10−7 T 1.75 ( 1 + 1 )1/ 2
解： DNH3 =
MA MB
∑ ∑ p[(
υ )1/ 3 A
+
(
υ ) ] 1/ 3 2 B
−
aRT V
=
Ex
代入数据
101.3× 0.2
−
a × 8.314 ×10−3 (273.15 1
+
25)
= 1.66 ×105
×
a 996.95 ×103
+
a
18
解得： a = 3.7mol
CO2 在水中的最终浓度=
3.7 1
=
3.7mol
/
m3
混合气的最终压力为：
101.3
−
3.7
× 8.314 ×10−3 (273.15 2
0.18 cm2 / s 。试分别计算在下列两种情况下 O2 的传质速率。
(1) O2 与 CO 两种气体作等分子反向扩散
(2) CO 气体为停滞组分。
解：(1)等分子反向扩散：
NA
=
D RTδ
( pA1
−
pA2 )
=
0.18 ×10−4
(100 ×101325 − 50 ×101325)
8.314 × 273 × 0.2 ×10−2 760
管段时的温度为 40℃。假定空气只向水膜传热且水膜厚度可忽略，试以柯尔
本类比求空气流过该管段的压降及水汽化的传质系数。已知管段内空气的 Pr
＝0.70、Sc＝0.6l。
解： tm
=
t1
+ t2 2
=
47
+ 2
40
=
43.5 ℃
ρ = PM =
101.3 × 29
= 1.116kg / m3
RT 8.314 × (273.15 + 43.5)
第八章 传质过程导论
第八章 传质过程导论
1．含有 CCl4 蒸汽的空气，由 101.3kPa(绝)、293K 压缩到 l013kPa(绝)后， 进行冷却冷凝，测出 313K 下开始有 CCl4 冷凝，混合气出冷凝器时的温度为
300K 求：
(l)压缩前、压缩后开始冷凝前与出冷凝器时， CCl4 蒸汽的质量分率、质
210 ×101.3
y = 760
= 0.0276
1013
压缩前： a =
0.0276 ×154
= 0.131
0.0276 ×154 + (1 − 0.0276) × 29
a = 0.0276 ×154 = 0.15 (1 − 0.0276) × 29
C = yp = 0.0276 ×101.3 = 1.15 ×10−3 kmol / m3 RT 8.314 × 293
a + 100
p总
64 18
y
0.006 0.0156 0.0257 0.0474 0.0684 0.104 0.164
x 0.00028 0.00056 0.00084 0.0014 0.00196 0.0028 0.0042
0.2 y
0.15
0.1
0.05
0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 x
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第八章 传质过程导论
pBm
=
pB2 ln
− pB1 pB2
= 101300 − 98130 ln 101300
= 99707 pa
pB1
98130
NA
=
D RTδ
(
p pBm
)( pA1
−
pA2 )
= 0.256 ×10−4 (101300)(3170 − 0) 8.314 × 298 × 0.003 99707
量比和摩尔浓度。
(2)出冷凝器时 CCl4 蒸汽冷凝的百分率。
四氯化碳的饱和蒸汽压数据如下：
T/K
273
283
288
293
300
313
p0 / mmHg 33.7
55.6
71.1
89.8
123
210
注：1mmHg = 133.3 pa
解：(1)l013kPa(绝)，313K 下开始有 CCl4 冷凝，则
= 32.3W /(m2 ⋅ K )
Nu
=
αd λ
=
32.3 × 0.04 0.027
=
64.6
由柯尔本类比： λ = Nu =
64.6
= 0.0045
8 Re Pr1/3 16066 × 0.71/3
λ = 0.036
Δp f
=λ l d
ρu 2 2
= 0.036 × 1 × 1.116 × 72
760
= 0.0264mol /(m2 ⋅ s)
(2)单向扩散：
pB1
=
p
−
p A1
= 101.3
−
100 760
× 101.3
=
87.97kpa
pB2
=
p
−
pA2
= 101.3
−
50 760
× 101.3
=
94.64kpa
pBm
=
pB2 ln
− PB1 pB2
=
94.64 − 87.97 ln 94.64
+
25)
=
92.1kpa
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(2)刚开始接触时的总传质推动力为：
第九章 吸收
pG − pe = 101.3× 0.2 − 0 = 20.26kpa
解：查上册附录中液体粘度共线图，得苯在 25℃下的粘度：
μ = 0.62mpa ⋅ s
υ A = υC + 4υCl = 14.8 + 4 × 24.6 = 113.2(cm3 / mol)
DAS
=
7.4 ×10−8 (aM s )0.5T μυ 0.6
A
= 7.4 ×10−8 × 780.5 × 298.15 0.62 ×113.20.6
a
0.15
2．二氧化硫与水在 30℃下的平衡关系为：
a (kgSO2 /100kgH 2O) 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 1.5
p / mmHg
4.7 11.8 19.5 36 52 79 125
试求总压为 101.3kPa(绝)下的 x − y 关系，并作图。
a
解：由公式 x = 64 和 y = pi 可算得 x 、 y 数据入下表所示：
= 61.3
k = 0.044m / s
第八章 传质过程导论
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第九章 吸收
第九章 吸收
1.已知在总压 101.3kPa(绝)及温度 25℃时，100g 水中含氨 lg 的溶液上方，
氨的平衡分压为 986Pa，在此浓度范围内溶液服从亨利定律，试求：
(1)溶解度系数 H[ kmol /(m3 ⋅ kpa ) ]，亨利系数 E (kPa)及相平衡常数(m)
1.00 ×10−7 × 293.151.75 ( 1 + 1 )1/ 2
=
17 29
1× [14.91/ 3 + 20.11/ 3 ]2
= 2.36 ×10−5 (m2 / s)
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查 P14 表 8-2，得： DNH3 = 1.98 ×10−5 m2 / s
1.00 ×10−7 T 1.75 ( 1 + 1 )1/ 2
= 91.26kpa
pB1
87.97
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第八章 传质过程导论
p = 101.3 = 1.11 pBm 91.26 N A = 1.11× 0.0264 = 0.0293mol /(m2 ⋅ s)