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第七章传质与分离过程概论

1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，

下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比、。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数和。

进、出塔气体中氨的摩尔比、为

由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2.试证明由组分A和B组成的双组分混合物系统，下列关系式成立：

（1）

（2）

解：（1）

由于

故

（2）

故

3.在直径为0.012m、长度为0.35m的圆管中，CO气体通过N2进行稳态分子扩散。管

内N2的温度为373K，总压为101.3kPa，管两端CO的分压分别为70.0kPa和7.0kPa，

试计算CO的扩散通量。

解：设A－CO；B－N2

查附录一得

4.在总压为101.3kPa，温度为273K下，组分A自气相主体通过厚度为0.015m的气

膜扩散到催化剂表面，发生瞬态化学反应。生成的气体B离开催化剂表面通过气膜向气相主

体扩散。已知气膜的气相主体一侧组分A的分压为22.5kPa，组分A在组分B中的扩散系数

为1.85×10-5m2/s。试计算组分A和组分B的传质通量和。

解：由化学计量式

可得

代入式（7-25），得

分离变量，并积分得

5.在温度为278K的条件下，令某有机溶剂与氨水接触，该有机溶剂与水不互溶。氨自

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水相向有机相扩散。在两相界面处，水相中的氨维持平衡组成，其值为0.022（摩尔分数，

下同），该处溶液的密度为998.2kg/m3；在离界面5mm的水相中，氨的组成为0.085，该处

溶液的密度为997.0kg/m3。278K时氨在水中的扩散系数为1.24×10–9m2/s。试计算稳

态扩散下氨的传质通量。

解：设A－NH3；B－H2O

离界面5mm处为点1、两相界面处为点2，则氨的摩尔分数为

，

点1、点2处溶液的平均摩尔质量为

溶液的平均总物质的量浓度为

故氨的摩尔通量为

6.试用式（7-41）估算在105.5kPa、288K条件下，氢气（A）在甲烷（B）中的扩

散系数。

解：查表7-1，得

cm3/mol

查表7-2，计算出

由式7-41

7.试采用式（7-43）估算在293时二氧化硫（A）在水（B）中的扩散系数。

解：查得293K时水的黏度为

查表7-3，得

查表7-4，得

cm3/mol

由式（7-43）

8.有一厚度为8mm、长度为800mm的萘板。在萘板的上层表面上有大量的45℃的常

压空气沿水平方向吹过。在45℃下，萘的饱和蒸汽压为73.9Pa，固体萘的密度为1152kg/m3，

由有关公式计算得空气与萘板间的对流传质系数为0.0165m/s。试计算萘板厚度减薄5％

所需要的时间。

解：由式（7-4