化工原理复习题-2..doc

第一章：流体流动与输送机械 例1-10，例1-13，例1-16，例1-17 习题：1-17, 1-20，1-28 第三章：传热1. 某厂精馏塔顶冷凝器中有Φ25×2.5mm的冷却水管60根，长2m，蒸气在管外冷凝，管内是冷却水，流速为1m/s,冷却水进出口温度分别为20℃,40℃，试求： 管壁对冷却水的表面传热系数。 管内壁温度。 该厂有一台与上述冷凝器传热面积相同，但管数为50根，管径仍为Φ25×2.5mm的换热器作为备用，问合用否？（水的物性可视为不变，用量相同） 已知：定性温度（）下水的物性：，，， 解 （1） （2） (3)设冷却水的质量流量为 ， , α增大，K增大，即增大，所以该换热器合用。 2 欲利用绝对压力为0.25MPa的饱和蒸汽将由20℃加热至115℃，气体的流量为450kg/h,若忽略热损失，试求： 蒸汽的消耗量。 若选定双管程单壳程的管壳式交换器，管规则为Φ25×2.5mm，管子总数30根，,气体走管程，试求所需的管长。（蒸汽侧热阻、管壁及污垢热阻均可忽略）蒸汽温度 若上述气体流量减少到原来的70%，仍用水蒸气加热，并保证气体的出口温度不变，在操作上应采用什么措施？试通过计算说明。 已知气体的物性：，，；水的物性：解 （1） （2） 又蒸汽温度，则 （3） 采取降低加热蒸气温度的方法： 有一列管式水预热器，用0.2MPa(表压)的饱和水蒸气在管间冷凝以预热水，水在Φ25×2.5mm的钢管内以0.6m/s的速度流动，其进口温度为20℃，至出口预热到80℃，取水蒸气冷凝表面传热系数为,水的污垢热阻为,忽略管壁热阻。试求： 总传热系数K. 操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，如果水流量不变，进口温度仍为20℃，而出口温度仅能升至70℃，试求此时的总传染系数K与污垢热阻。 已知：，，，，0.3MPa下饱和水蒸气温度 解（1） (2)，0.3MPa下饱和水蒸气温度 又 故 , 吸收例5-7，例5-8，例5-9习题：5-8，5-10，5-12 1 用连续精馏方法分离乙烯-乙烷混合物。已知进料中含乙烯88%（摩尔分数，下同），流量为200kmol/h。今要求馏岀液中乙烯的回收率为99.5%，釜液中乙烷的回收率为99.4%，试求所得馏岀液、釜液的流量和组成。 解 由,及已知数据，可得 (a) (b) 两式相减，得 又 代人前式得 将,W代人式(a）、(b)可得,。 常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔，进料中含丙酮50%（摩尔分数，下同），其中气相占80%，要求馏岀液和釜液中丙酮的组成分别为95%和5%，若回流比R=2，试按进料流量为100kmol/h分别计算精馏段与提馏段的气相流量、’和液相流量、’,并写出相应的两段操作线方程和q线方程。 解 由物料衡算，可求得，本题中，，故 、 精馏段操作线方程为 提馏段操作线方程为 q线方程为 在连续精馏塔中分离相对挥发度的双组合混合物，进料为饱和蒸汽，其中含易挥发组分A为50%（摩尔分数，下同）。操作时回流比R=4，并测得两端产品中A的组分分别为90%和10%，试写出此条件下该塔的提馏段操作线方程。 解 由已知，，,根据物料衡算可求得提馏段上升蒸气流量 饱和蒸气进料时