专业课计算题.docx
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专业课计算题
2001A
综合题(每题13,计52分)
3.1某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某种悬浮液,4小时后得滤液量80m3,(过滤介质阻力不计)。
试求:
(1)若其它情况不变,过滤面积加倍,可得滤液多少?
(2)若过滤4小时后,用5m3的水洗涤滤饼,需要多长的洗涤时间?
(洗水的粘度与滤液的相同)。
(3)若以上情况不变,折卸和组装时间为2小时,求生产能力(以m3(滤液)/h)?
3.2填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05,x=0.01(皆为溶质摩尔分率),气膜体积传质系数kya=0.03kmol/(m3·s),液膜体积传质系数kxa=.02kmol/(m3·s),若相平衡关系为y=2.0x,试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。
3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求所需填料高度的比例:
(1)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(2)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;
(3)混合气含氨5%,要求吸收率为99%。
3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系,请指出,
、
、
线段分别代表什么阶段,
和
分别代表什么现象?
2001B
3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为:
式中:
V—滤液体积,m3;
A—过滤面积,m2;
θ—过滤时间,s。
试求:
(1)欲在30min内获得5m3滤液,需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤筐若干个;
(2)过滤常数K、qe、θe。
3.2图中表述了聚式流化床压降与流速的关系,请指出,
、
、
线段分别代表什么阶段?
和
分别代表什么现象?
3.3在填料吸收塔内用清水吸收含溶质A的气体混合物,两相逆流操作。
进塔气体的初始浓度为5%(体积%),在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X,分别计算液气比为4和2时的出塔气体的极限浓度和液体的出口浓度。
(画出操作线和平衡线)
3.4含氨1.5%(体积含量)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨(余为惰性气体),平衡关系可用y=0.8x表示。
用水量为最小值的1.2倍,气体流率G=0.024Kmol/m2s,总传质系数Kya=0.060Kmol/m3s,填料层高度6m,试计算出塔气体中的氨含量。
2001C
3.1用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,滤框边长为0.65m,已测得操作条件的有关参数为:
K=6×10-5m2/h、qe=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。
滤饼不要求洗涤,其它辅助时间为20分钟,要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算:
(1)至少需要几个滤框n?
(2)框的厚度L?
3.2含氨1.5%(体积含量)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨(余为惰性气体),平衡关系可用y=0.8x表示。
用水量为最小值的1.2倍,气体流率G=0.024Kmol/m2s,总传质系数Kya=0.060Kmol/m3s,填料层高度6m,试计算出塔气体中的氨含量。
3.3流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%(体积),逆流吸收以回收其中95%的氨。
塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液,采用的液气比为最小液气比的1.5,液气服从亨利定律y=1.2x,所用填料的总传质系数Kya=0.052Kmols-1m-3。
试求:
(1)液体在塔低的浓度x1。
(2)全塔的平衡推动力⊿ym。
(3)所需塔高。
3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系,请指出,
、
、
线段分别代表什么阶段?
和
分别代表什么现象?
2002A
3.1有一转筒过滤机,每分钟转2周,每小时可得滤液4m3。
现要求每小时获得5m3滤液,试求每分钟应转几周。
又求转筒表面滤渣厚度的变化,以原来厚度的倍数表示。
滤布阻力忽略不计。
3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,滤框边长为0.65m,已测得操作条件的有关参数为:
K=6×10-5m2/h、qe=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。
滤饼不要求洗涤,其它辅助时间为20分钟,要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算:
(1)至少需要几个滤框n?
(2)框的厚度L?
3.3在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求所需填料高度的比例:
(1)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(2)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;
(3)混合气含氨5%,要求吸收率为99%。
3.4在填料塔内用清水吸收空气中所含有的丙酮蒸汽,丙酮的初始含量为3%(体积)。
吸收率为98%,混合气的入塔流率G=0.02kmol/m2.s,操作压力P=1atm,温度为293K,气液的平衡关系为y=1.75x,体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3.sΔy。
如果出塔水溶液中丙酮浓度为饱和浓度的90%,求所需要的水量和填料层高度。
2002B
3.1有一转筒过滤机,每分钟转2周,每小时可得滤液4m3。
现要求每小时获得5m3滤液,试求每分钟应转几周。
又求转筒表面滤渣厚度的变化,以原来厚度的倍数表示。
滤布阻力忽略不计。
3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,滤框边长为0.65m,已测得操作条件的有关参数为:
K=6×10-5m2/h、qe=0.01m3/m2、c=0.1m3/m3滤渣/滤液。
滤饼不要求洗涤,其它辅助时间为20分钟,要求过滤机的生产能力为9m3/h,试计算:
(1)至少需要几个滤框n?
(2)框的厚度L?
3.3填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05,x=0.01(皆为溶质摩尔分率),气膜体积传质系数kya=0.03kmol/(m3·s),液膜体积传质系数kxa=.02kmol/(m3·s),若相平衡关系为y=2.0x,试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。
3.4在填料塔内用清水吸收空气中所含有的丙酮蒸汽,丙酮的初始含量为3%(体积)。
吸收率为98%,混合气的入塔流率G=0.02kmol/m2.s,操作压力P=1atm,温度为293K,气液的平衡关系为y=1.75x,体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3.sΔy。
如果出塔水溶液中丙酮浓度为饱和浓度的90%,求所需要的水量和填料层高度。
2003A
3.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液,过滤1小时后,共送出滤液11m3,停止过滤后用3m3清水(其黏度与滤液相同)于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。
求洗涤时间,假设滤布阻力忽略不计。
3.2含氨1.5%(体积含量)的气体通过填料塔用清水吸收其中的氨(余为惰性气体),平衡关系可用y=0.8x表示。
用水量为最小值的1.2倍,气体流率G=0.024Kmol/m2s,总传质系数Kya=0.060Kmol/m3s,填料层高度6m,试计算出塔气体中的氨含量。
3.3流率0.4kgs-1m-2的空气混合气体中含氨2%(体积),逆流吸收以回收其中95%的氨。
塔顶淋入浓度为0.0004摩尔分率的稀氨水溶液,采用的液气比为最小液气比的1.5,液气服从亨利定律y=1.2x,所用填料的总传质系数Kya=0.052Kmols-1m-3。
试求:
(1)液体在塔低的浓度x1。
(2)全塔的平衡推动力⊿ym。
(3)所需塔高。
3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系,请指出,
、
、
线段分别代表什么阶段?
和
分别代表什么现象?
2003B
3.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液,过滤1小时后,共送出滤液11m3,停止过滤后用3m3清水(其黏度与滤液相同)于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。
求洗涤时间,假设滤布阻力忽略不计。
3.2含SO29%(体积百分数)的混合气进入吸收塔,操作温度为303K,压力100kPa。
用清水吸收其中98%的SO2,入塔混合气的流率为0.015kmol/(m2·s),若用水量为最小值的1.2倍,试计算出他的溶液组成xb和清水用量L。
20℃下100g水中SO2的溶解度数据如下:
kg/kg
0.02
0.05
0.10
0.15
0.20
0.3.
0.5
0.70
1.0
1.5
p,kPa
0.067
0.16
0.426
0.75
1.13
1.88
3.46
5.20
7.86
12.3
3.3蒸发过程的物料衡算和焓衡算式。
(画示意图,并在图中标出各个量。
注:
计算以水蒸汽蒸发水溶液为例)
3.4图中表述了聚式流化床压降与流速的关系,请指出,
、
、
线段分别代表什么阶段?
和
分别代表什么现象?
2003研A
3.1在图示的管路系统中装一球形阀和一压强表,高位槽内液面恒定且高出管路出口8m,压强表轴心距管中心线的距离h=0.3m,假定压强表及连管中充满液体。
试求:
(1)球形阀在某一开度、管内流速为1m/s时,压强表的读数为58kPa,则各管段的阻力损失hfAC、hfAB、hfBC及阀门的局部阻力系数ξ为若干(忽略BC管段的直管阻力);
(2)若调节阀门开度使管内流量加倍,则hfAC、hfAB、hfBC及ξ将如何变化?
此时压强表的读数为若干kPa?
3.1题示意图
3.2某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某种悬浮液,4小时后得滤液量80m3,(过滤介质阻力不计)。
试求:
(1)若其它情况不变,过滤面积加倍,可得滤液多少?
(2)若过滤4小时后,用5m3的水洗涤滤饼,需要多长的洗涤时间?
(洗水的粘度与滤液的相同)
(3)若以上情况不变,折卸和组装时间为2小时,求生产能力(以m3(滤液)/h)?
3.3两无限大平行平面进行辐射传热,已知ε1=0.3,ε2=0.8,若在两平行面间放置一无限大遮光板(ε3=0.2),试计算传热量减少的百分数。
3.4在填料吸收塔中,用清水吸收含有溶质A的气体混合物,两相逆流操作。
进塔气体初始浓度为5%(A体积%),在操作条件下相平衡关系为Y=3.0X,试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。
3.5在温度25℃、总压1atm下,用水吸收空气中的氨。
气相主体含氨20%,由于水中氨的浓度很低,其平衡分压可取为零。
若氨的在气相中的扩散阻力相当于2mm后的停滞气层,扩散系数D=0.228cm2/s,求吸收的传质速率NA。
又若气相主体中含氨为2.0%(均为摩尔百分数),试重新计算。
3.6浅盘内盛水深6mm,在1atm及298k下向大气蒸发。
假定传质阻力相当于3.0mm厚的静止气层,气层外的水蒸气压可以忽略,求蒸发完所需的时间。
(扩散系数D=0.26cm2/s,水的饱和蒸气压为3.17KN/m2)
2003研B
3.1水从贮槽A经图示的装置流向某设备。
贮槽内水位恒定,管路直径为φ89×3.5mm,管路上装一闸阀C,闸阀前路管路入口20m处安一个U形管压差计,指示液为汞,测压点与管路出口之间距离为25m。
试计算:
(1)当阀门关闭时测得h=1.6m,R=0.7m;当阀门部分开启时,h=1.5m,
R=0.5m,管路摩擦λ=0.023,则每小时从管中流出水量及此时阀门当量长度;
(2)当闸阀全开时(le/d=15,λ=0.022),测压点B处的压强为若干?
20
H
h
R
3.1题示意图
3.2某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某种悬浮液,4小时后得滤液量80m3,(过滤介质阻力不计)。
试求:
(1)若其它情况不变,过滤面积加倍,可得滤液多少?
(2)若过滤4小时后,用5m3的水洗涤滤饼,需要多长的洗涤时间?
(洗水的粘度与滤液的相同)
(3)若以上情况不变,折卸和组装时间为2小时,求生产能力(以m3(滤液)/h)?
3.3实验室有一高为0.5m,宽为1m的铸铁炉门(ε1=0.27),其表面温度为600℃。
(1)试求每小时由于炉门辐射而损失的热量。
(2)若在炉门前外放置一块同等大小的铝板(已氧化ε3=0.15)作为热屏,则散热量可降低多少?
设室温为27℃。
3.4在填料吸收塔中,用清水吸收含有溶质A的气体混合物,两相逆流操作。
进塔气体初始浓度为5%(A体积%),在操作条件下相平衡关系为Y=3.0X,试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。
3.5在温度25℃、总压1atm下,用水吸收空气中的氨。
气相主体含氨20%,由于水中氨的浓度很低,其平衡分压可取为零。
若氨的在气相中的扩散阻力相当于2mm后的停滞气层,扩散系数D=0.228cm2/s,求吸收的传质速率NA。
又若气相主体中含氨为2.0%(均为摩尔百分数),试重新计算。
3.6填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05,x=0.01(皆为溶质摩尔分率),气膜体积传质系数kya=0.03kmol/(m3·s),液膜体积传质系数kxa=.02kmol/(m3·s),若相平衡关系为y=2.0x,试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。
2004
3.1在实验室内用一片过滤面积为0.05m2的滤叶在36kPa的绝压下进行试验(大气压为101kPa)。
于300s内共抽吸出400cm3滤液,再过600s,又另外抽吸出400cm3滤液。
1)估算该过滤压力下的过滤常数K;2)估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。
3)若每收集1
滤液有5g固体物沉积在滤叶上,求比阻
(
)。
滤液粘度为1
。
3.2在试验装置中过滤某固体-水悬浮液,过滤压力为3kgf/cm2(表压),求得过滤常数为:
K=5×10-5m2/s,qe=0.01m3/m2。
又测出滤渣体积与滤液体积之比c=0.08m3/m3。
现要用工业型压滤机过滤同样的料液,过滤压力与所用的滤布也与试验时相同。
压滤机型号为BMY33/810-45。
机械工业部标准TH39-62规定:
B代表板框式,M代表明流,Y代表采用液压压紧装置。
这一型号设备滤框空处长与宽均为810mm,厚度为45mm,共有26个框,过滤面积为33m2,框内总容量为0.760m3。
试计算:
(1)过滤进行到框内全部充满滤渣所需过滤时间;
(2)过滤后用相当于滤液量1/10的清水进行横穿洗涤,求洗涤时间;(3)洗涤后卸渣、清理、重装等共需40分钟,求每台压滤机的生产能力,以每小时平均可得多少固体滤渣计。
3.3在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽,丙酮初含量为3%(体积%)。
今需在该塔中将其吸收掉98%。
混合气入塔流率G=0.02kmol/m2s,操作压力P=1atm,温度t=293K。
此时平衡关系可用y=1.75x表示,体积总传质系数Kya=0.016kmol/m3s
y。
若出塔水溶液中的丙酮浓度为饱和浓度的70%,求所需水量及填料层高度。
3.4在某一吸收塔内稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求吸收塔的填料高度的比例:
(1)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(2)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;(3)混合气含氨5%,要求吸收率为99%;对上述低浓气体,吸收率可按η=(yb–ya)/yb计算。
2005
3.1在实验室内用一片过滤面积为0.05m2的滤叶在36kPa的绝压下进行试验(大气压为101kPa)。
于300s内共抽吸出400cm3滤液,再过600s,又另外抽吸出400cm3滤液。
1)估算该过滤压力下的过滤常数K;2)估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。
3)若每收集1
滤液有5g固体物沉积在滤叶上,求比阻
(
)。
滤液粘度为1
。
3.2用板框过滤机过滤3.1题中的悬浮液,所用滤布亦与试验中使用者相同。
框空间的长、宽各为450mm,共有10个框。
过滤压力为400kN/m2。
不洗涤。
拆卸、重装等非过滤时间共为1200s。
试求生产能力达到最大时,每小时可得滤液多少m3。
3.3气体混合物中溶质摩尔分率为0.02,要求在填料塔中吸收其99%。
平衡关系为y*=1.0x。
求下列情况下所需的气相总传质单元数。
(1)入塔液体xa=0,液气比L/G=2.0。
(2)xa=0.0001,L/G=1.25
(3)xa=0,L/G=0.8,最大吸收率为多少?
3.4在某一吸收塔内稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求吸收塔的填料高度的比例:
(1)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(2)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;(3)混合气含氨5%,要求吸收率为99%;对上述低浓气体,吸收率可按η=(yb–ya)/yb计算。
2004研A
3.1在φ45×3mm的管路上装一文丘里管,文丘里管的上游接一压强表,其读数为137.5kPa,管内水的流速u1=1.3m/s,文丘里管的喉径为10mm,文丘里喉径部接一内径为3mm玻璃管,玻璃管下端插入水中,池内水面到管中心线的垂直距离为3m。
如将水视为理想流体,试判断池内中的水能否被吸入管中。
1
2
2
13m
Pa
3.1题示意图
3.2在实验室内用一片过滤面积为0.05㎡的滤叶在36kPa的绝压下进行实验(大气压为101kPa)。
于300s内共吸出400cm3的滤液,再过600s,又过滤出400cm3滤液。
(a)估算该过滤压力下的过滤常数K。
(b)估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。
3.3某板框过滤机于进行恒压过滤1小时之后,共送出滤液11m3,停止过滤后用3m3清水(其粘度与滤液相等)于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。
求洗涤时间,假设滤布阻力可以忽略。
3.4两无限大平行平面进行辐射传热,已知ε1=0.3,ε2=0.8,若在两平行面间放置一无限大遮光板(ε3=0.2),试计算传热量减少的百分数。
3.5在一个填料吸收塔中,用清水吸收含有溶质A的气体混合物,两相逆流操作。
进塔气体初始浓度为3%(A体积%),在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X,试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。
3.6在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求所需填料高度的比例:
(1)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(2)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;
(3)混合气含氨5%,要求吸收率为99%;
对上述低气体,吸收率可按η=(ya-yb)/yb计算。
2004研B
3.1有一管路系统如图所示。
水在管内向高位槽流动,当E阀开度位1/2时,A、B两处的压强分别为5.9×104Pa及4.9×104Pa,此时流体的流量为36m3/h,现将E阀开大,B点压强表读数升至6.87×104Pa,水的密度为1000kg/m3.假设两种情况下,流体进入阻力平方区。
试求E阀开大后,
(1)管内水的流量;
(2)A处压强表读数,Pa。
BA
图3.1
3.2在实验室内用一片过滤面积为0.05㎡的滤叶在36kPa的绝压下进行实验(大气压为101kPa)。
于300s内共吸出400cm3的滤液,再过600s,又过滤出400cm3滤液。
(a)估算该过滤压力下的过滤常数K。
(b)估算再收集400cm3滤液需要再用多少时间。
3.3某板框过滤机于进行恒压过滤1小时之后,共送出滤液11m3,停止过滤后用3m3清水(其粘度与滤液相等)于同样压力下对滤饼进行横穿洗涤。
求洗涤时间,假设滤布阻力可以忽略。
3.4两无限大平行平面进行辐射传热,已知ε1=0.3,ε2=0.8,若在两平行面间放置一无限大遮光板(ε3=0.2),试计算传热量减少的百分数。
3.5在一个填料吸收塔中,用清水吸收含有溶质A的气体混合物,两相逆流操作。
进塔气体初始浓度为3%(A体积%),在操作条件下相平衡关系为Y=1.75X,试分别计算液气比为4和2时出塔气体的极限浓度和液体出口浓度。
3.6填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05,x=0.01(皆为溶质摩尔分率),气膜体积传质系数kya=0.03kmol/(m3·s),液膜体积传质系数kxa=.02kmol/(m3·s),若相平衡关系为y=2.0x,试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。
2005研A
3.1一转筒真空过滤机的过滤面积为3m2,浸没在悬浮液中的部分占30%,转速为0.00833HZ(0.5r.p.m.),已知有关的数据如下:
滤渣体积与滤液体积之比C=0.23m3/m3;
滤渣比阻r=2×10121/m2,
滤液黏度μ=10-3N·s/m2,
转鼓内的绝对压力=30kN/m2(大气压为101.3kN/m2),
滤布阻力相当于2mm厚滤渣层的阻力,
计算
(1)每小时的滤液体积
(2)转鼓表面的滤渣厚度
3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为:
式中:
V—滤液体积,m3;
A—过滤面积,m2;
θ—过滤时间,s。
试求:
(1)欲在30min内获得5m3滤液,需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤筐若干个;
(2)过滤常数K、qe、θe。
3.3在某一吸收塔内稀硫酸吸收空气中的氨。
当溶液中存在游离酸时,氨的平衡分压为零。
下列三种情况下的操作条件基本相同,试求吸收塔的填料高度的比例:
(4)混合气含氨1%,要求吸收率为90%;
(5)混合气含氨1%,要求吸收率为99%;
(6)混合气含氨5%,要求吸收率为99%;
对上述低气体,吸收率可按η=(ya-yb)/yb计算。
3.4填料吸收塔某截面上的气、液相组成为y=0.05,x=0.01(皆为溶质摩尔分率),气膜体积传质系数kya=0.035kmol/(m3·s),液膜体积传质系数kxa=0.015kmol/(m3·s),若相平衡关系为y=2.5x,试求两相间传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配。
3.5一水平管由内径分别为33及47毫米的两段直管接成,水在小管内以2.5m/s的速度流向大管,在接头两侧相距1m的A、B两截面处各接一测压管,已知A-B两截面间的压头损失为70mmH2O,问两测压管中的水位哪个高,相差多少?
并作分析。
2005研B
3.1某板框过滤机的过滤面积为0.4m2,在恒压下过滤某种悬浮液,4小时后得滤液量80m3,(过滤介质阻力不计)。
试求:
(1)若其它情况不变,过滤面积加倍,可得滤液多少?
(2)若过滤4小时后,用5m3的水洗涤滤饼,需要多长的洗涤时间?
(洗水的粘度与滤液的相同)
(3)若以上情况不变,折卸和组装时间为2小时,求生产能力(以m3(滤液)/h)?
3.2用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液,测得过滤方程式为:
式中:
V—滤液体积,m3;
A—过滤面积,m2;
θ—过滤时间,s。
试求:
(1)欲在30min内获得5m3滤液,需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤筐若干个;
(2)过滤常数K、qe、θe。
3.3在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽,操作温度20℃、压强1atm。
若已知传质系数kG=3.5×10-4kmol/m2satm,kL=1.5×10-4m/s,平衡关系服从亨利定律,亨利系数E=32atm,求