化工原理复习题-2..doc

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化工原理复习题-2.

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

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