2025年化工原理习题汇总1 .pdfVIP

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

1.有一长列管式换热器，管束由管径Φ45mm×2.5mm的不锈钢管组成。用饱和水蒸

气在壳程加热管组成。用饱和水蒸气在壳程加热管程空气，已知水蒸气的水流传热系数为

10kW/(m·k)，空气的普朗特数Pr为0.72，雷诺数Re为2.5×10，空气的导热系数为

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0.04W/(m·k)。管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失也可忽略。试求：（1）空气在管内的

对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管外表面积为基准）。

2.现有一单程列管式换热器，管子尺寸Φ25mm×2.5mm，管长3.0m，共40根，拟

用来将1.7×10kg/h的苯从30℃加热到70℃，管外为120℃饱和水蒸气冷凝，水蒸气冷

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凝的α=10W/(m·k)。考虑到管内苯侧污垢热阻Rdi=8.33×10(m·k)/W，管内测污垢

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热阻及热损失忽略不计，试求（1）总传热系数为多少[W/(m·k)]（以管外表面积为基准），

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并判断该换热器是否适用？（2）若使用上述换热器，则实际操作时苯的出口温度为多少？

已知：管材的热导率λ45W/(m·k)；操作过程中苯的物性参数不变：ρ=900kg/m3，μ=0.47

×10-3Pa·S，C=1.80kJ/(kg·℃)，λ=0.14W/(m·℃)。

p

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

3.在总压为101.3kPa，温度为30℃的条件下在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦

炉气中的氨。氨的组成为0.0155（摩尔比），焦炉气的处理量为5000m/h（标准），氨的

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回收率为96%，吸收剂用量为最小用量的1.55倍，操作的空塔气速为1.2m/s，气液平衡

关系为Y=1.2X。试计算：（1）填料塔直径；（2）气相总传质单元数。

4.有一填料塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m/h氨，空气混合气中的氨，

3

使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3m3，

平衡关系为Y=1.4X，已知Ka=38.5kmol/h。若出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，

y

该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）。

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

5.将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要

求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸汽量为850kmol/h，

流入精馏塔的回流液为670kmol/h，试求：1.每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少

kmol/h的釜液？2.回流比R为多少？3.精馏段操作线方程？

6.在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2.0，馏出液组

成为0.94（摩尔分数，下同），釜残液组成为0.04，釜残液流量为150kmol/h。回流比为