化工传热过程与控制1期末试卷

1、常州工程职业技术学院10-11学年第1学期期末考试试卷课程：化工传热过程与控制卷种（a/b）：b 考核形式：开卷 试卷总页数：4 适用班级（专业、年级）： 精细0911（二年级） 考试时间：120分钟 题号一二三四五六七总得分得分阅卷老师学生系部： 班级： 班级序号： 姓名： 项目一：将1500kg/h、 300k的甲醇加热汽化并升温为350k的甲醇蒸汽。1常用的加热剂有哪些？（5分）；确定本项目的加热剂及其状态？（5分）；确定理由？（5分）2计算热负荷？（5分）。3计算加热剂用量？（5分）4为换热器出口的甲醇蒸汽选用出口管路？（5分）选用保温材料并选用保温层厚度？（5分）。5确定流体的通入空

2、间？（5分）理由？（5分）6常见的列管换热器类型？（5分）；本项目选用哪种类型？（5分）；选用理由？（5分）7确定加热剂进、出口温度？（5分）；计算传热温度差？（5分）8初估换热器传热面积？（5分）9初选换热器规格？（5分）项目二、今欲用一单效蒸发器将浓度为68%的硝酸氨水溶液浓缩至90%，每小时的处理量为10t。已知蒸发室内操作压力为35.68 kpa，操作条件下溶液的沸点为378k，沸点状态进料，蒸发器的传热系数为1500w/m2k，热损失以5%考虑。1 确定生蒸汽状态并说明理由？（5分）2 估算加热蒸汽耗用量d？（5分）3估算蒸发器所需要的传热面积s。（5分）4. 讨论本项目可采用的节能

3、措施？（5分）常州工程职业技术学院10-11学年第1学期期末考试试卷课程：化工传热过程与控制卷种（a/b）：b 考核形式：开卷 试卷总页数：4 适用班级（专业、年级）： 精细0911（二年级） 考试时间：120分钟 题号一二三四五六七总得分得分阅卷老师学生系部： 班级： 班级序号： 姓名： 项目一：将1500kg/h、 300k的甲醇加热汽化并升温为350k的甲醇蒸汽。1常用的加热剂有哪些？（5分）；确定本项目的加热剂？（5分）；确定理由？（5分）。液体石蜡，水蒸气，高温导热油，烟道气，高温熔盐在本项目中选择水蒸气做为加热剂，潜热大，温度压力较容易控制，价格较便宜，降低生产成本。2计算热负荷？

4、（10分）。比热容cp2.48kj/kg. 热负荷 3计算加热剂用量？（10分）。加热剂取水蒸气，温度为120，绝对压力为198.64kpa，汽化热为2205 kj/kg。根据热量守衡，其热损失为热负荷的5。热传递速率q1.05热负荷=1.05*385=404.25 kwqw热 r=2205* w热w热=0.18 kg/s4为换热器出口的甲醇蒸汽选用出口管路？（5分）选用保温材料并选用保温层厚度？（5分）。选用无缝钢管低压气体流速范围815m/s，这里取甲醇蒸汽流速为10m/s,认为蒸汽在低温低压的状况下满足理想气体状态方程。则选用无缝钢管保温层选用普通硅酸铝纤维材料，保温层厚度为70mm。5

5、确定流体的通入空间？（5分）理由？（5分）水蒸气走壳程，甲醇走管程在壳程水蒸气冷凝，有毒的气体走管程，防止减少泄漏，饱和蒸汽宜走壳程，以便及时排出冷凝水。6常见的列管换热器类型？（5分）；本项目选用哪种类型？（5分）；选用理由？（5分）。1固定管板式换热器： 2浮头式换热器： 3 填料函式换热器：4 u型管式换热器： 这里可以选用带有补偿装置的固定管板式换热器。理由为：固定管板式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于6070和壳程流体压强不高的

6、情况。本项目中平均温差为64.8（计算过程在后）超过50，壳程流体压强也不高故可以作出上述选择。7确定加热剂进、出口温度？（5分）；计算传热温度差？（5分）。选用水蒸气，利用它的潜热，进出口温度都为120。传热平均温度差逆流时 热流体温度 120 120冷流体温度 77 27两端温度差t 43 93所以 ,查图得=10.8,所以两流体的平均温差为：8初估换热器传热面积？（10分）根据经验初选总传热系数k估,并估算所需传热面积a估。参考管壳式换热器的总传热系数k值表，根据冷、热流体在换热器中有相变化及其物性等，总选取传热系数k估=2500wm2.，于是可求所需传热面积a估为：9初选换热器规格？（

7、5分）热负荷q=385 kj/s 热传递数率404.25 kj/s平均温度差传热面积2.5m2考虑安全系数后，由换热器系列标准，选用g-219-1.6-3.7:今欲用一单效蒸发器将浓度为68%的硝酸氨水溶液浓缩至90%，每小时的处理量为10t。已知蒸发室内操作压力为35.68 kpa，操作条件下溶液的沸点约为378k，沸点状态进料，蒸发器的传热系数为1500w/m2k，热损失以5%考虑。1. 确定生蒸汽状态并说明理由？（5分）2估算加热蒸汽耗用量d？（10分）3估算蒸发器所需要的传热面积s。（5分）4. 讨论本项目可采用的节能措施？（5分）解 ：1. 答：采用压力为588.6kpa的生蒸汽，其相应温度为。因为一般化工厂生产的水蒸汽有两种规格，一种为4kgf/cm2（392.4kpa），另一种为6 kgf/cm2（588.6kpa），相应的温度分别约为141和157。因溶液的沸点为378k即105，为确保蒸发传热温度差，选用高压蒸汽，且温差大，所需传热面积小。2. 先计算水分蒸发量加热蒸汽耗用量：查饱和水蒸汽表得：105时蒸汽汽化潜热为2245.5kj/kg；157时蒸汽