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北京化工大学节能技术期末试卷
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组分H2〔气〕O2〔气〕H2O〔液〕Hf/(kJ/kmol)00-285830S[kJ/(kmol·K)]
组分
H2〔气〕O2〔气〕
H2O〔液〕
Hf/(kJ/kmol)
0
0
-285830
S[kJ/(kmol·K)]
130.68
205.03
69.91
三、用一逆流换热器对一股热流和一股冷流进展换热。热物流从100℃被冷却到80℃,冷物流从20℃被加热到40℃。热物流和冷物流的比热均为5.0kJ/
〔kg·℃〕,流量均为100kg/min。求传热过程中热物流和冷物流的熵变及用损失。假设传热过程中没有散热损失,冷、热物流的比热容〔Cp〕为常数,物流温度变化小于2时可用算术平均值代替对数平均值。〔8分〕
四、从能量用的角度分析,为什么冷热物流在高温换热时传热温差选取的较大,而在低温冷冻换热时传热温差选取的较小?对钛材和不锈钢换热系统,传热温差宜选取较大还是较小?〔4分〕
五、在精馏过程中,分析承受如下措施分别对节能和分别效果的影响〔保持其它操作条件不变,说明变化趋势〕:〔10分〕
a)减小回流比;
b〕降低塔板数或填料层高度;c〕多股进料;
d〕冷夜进料;e〕蒸汽压缩机方式热泵精馏。
六、假设单效蒸发器和多效〔以三效为例〕蒸发器的总温差〔t〕一样,各效的传热面积〔A〕相等、传热系数〔K〕一样。试推导多效和单效蒸发的蒸发强度,比较大小。多效蒸发为什么比单效蒸发节能?〔6分〕
七、精馏过程分别的依据是什么?当操作线靠近平衡线时,说明用损失和传质推动力的变化趋势。〔4分〕
八、简述多效精馏的适用场合,以及承受多效精馏的优缺点。多效精馏为什么需要压力组合?〔4分〕
九、为什么承受反响精馏能够节能?对于可逆反响,反响精馏为什么能够提高平衡反响的转化率?〔4分〕
十、某一换热系统的工艺物流为两股热流和两股冷流,物流参数如下表所示。取冷热流体之间的最小传热温差为20℃。用问题表法确定该换热系统的夹点位置以及最小加热公用工程用量和最小冷却公用工程用量。〔12分〕
十一、简洁说明换热网络优化中夹点的意义是什么?如何判识夹点问题和阈值问题?〔4分〕
十二、把100KPa、100℃的1kg空气升热加压到400KPa、400℃,试求加热过程中的熵变,以及所加热量中的用和无。空气的平均定压比热容Cp=1.0kJ/(kg·K)。设环境大气温度为27℃。〔8分〕
十三、在枯燥过程中,承受换热器的余热回收,即在送入空气和排气之间设置换热器,回收排气中的热量。由于气-气换热的传热系数很小,可实行哪些措施提高传热系数?〔4分〕
十四、精馏过程节能技术之一:增设中间再沸器和中间冷凝器,实行这种技术后,能量的数量和质量发生了什么变化?在其它条件不变的状况下,对分别效果是否有影响?在x-y图上,用操作线和平衡线说明缘由。〔4分〕
十五、设计一个分别4组分A、B、C、D〔挥发度挨次为ABCD〕混合物的热偶精馏过程,包括一个主塔和2个副塔。以此为例,说明承受热偶精馏,
与常规分别塔序相比,为什么能够降低设备费用和操作费用?热偶精馏的缺点是什么?〔5分〕
物流编号和类型热容流率Cp〔KW/℃〕供给温度/℃目标温度/℃1热流3.018070
物流编号和类型
热容流率Cp〔KW/℃〕
供给温度/℃
目标温度/℃
1热流
3.0
180
70
2热流
1.5
160
50
3冷流
2.0
30
130
4冷流
4.0
50
140
十一、简洁说明换热网络优化中夹点的意义是什么?如何判识夹点问题和阈值问题?〔4分〕
十二、把100KPa、100℃的1kg空气升热加压到400KPa、400℃,试求加热过程中的熵变,以及所加热量中的用和无。空气的平均定压比热容Cp=1.0kJ/(kg·K)。设环境大气温度为27℃。〔8分〕
十三、在枯燥过程中,承受换热器的余热回收,即在送入空气和排气之间设置换热器,回收排气中的热量。由于气-气换热的传热系数很小,可实行哪些措施提高传热系数?〔4分〕
十四、精馏过程节能技术之一:增设中间再沸器和中间冷凝器,实行这种技术后,能量的数量和质量发生了什么变化?在其它条件不变的状况下,对分别效果是否有影响?在x-y图上,用操作线和平衡线说明缘由。〔4分〕
十五、设计一个分别4组分A、B、C、D〔挥发度挨次为ABCD〕混合物的热偶精馏过程,包括一个主塔和2个副塔。以此为例,说明承受热偶精馏,
与常规分别塔序相比,为什么能够降低设备费用和操作费用?热
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