化工原理复习题2

1、v1.0可编辑可修改第一章：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：传热例3-2,例3-4,例3-10(1)、(2),例3-11,例3-141.某厂精微塔顶冷凝器中有25X2.5mm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20C,40C,试求:(1)管壁对冷却水的表面传热系数。(2)管内壁温度。(3)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 25X 2.5mm4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（30 C ）下水的物性

2、:995.7kg/m3 ,0.8013 ,10 Pa s,0.618W mCp 4.174 103 J kg C解(1) Redu0.02 1 995.7 3- 24861.40.801 10 3104Prcp_ 3_ _ _ 34.174 103 0.801 100.6185.410.80.4Nu0.023RePr0.023_R0.8FT0.4d0.023 3 0.0224861.40.85.410.44585W(2)AtwtmQtw 一Atm0.022 995.7 4.174 103402045850.02 230 75.3 C设冷却水的质量流量为qm560根，uiqm/n1An2 50根

3、，u2 qm/ n2 AU n2 U 500.80.8U2 Ui080.8U50601.16U6050a增大，K增大，即Q增大，所以该换热器合用。2欲利用绝对压力为的饱和蒸汽将CO2由20c加热至115C,CO2气体的流量为450kg/h,若忽略热损失，试求：(1) 蒸汽的消耗量。(2) 若选定双管程单壳程的管壳式交换器，管规则为25X2.5mm管子总数30根，l/d50,CO2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th126.3C(3) 若上述CO2气体流量减少到原来的70%仍用水蒸气加热，并保证CO2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

4、明。已知，气体的物性：cp0.9103J/kgC,0.0165103Pas,1.0kg/m3,0.0206W/mC；水的物性：r2187.81j/kg450.解(1)QqmCpt0.91152010.69kWp3600QqmH2O一2r10.692187.814.8910 3kg/s 17.6kg. h(2)dii do0.02450Rediu3600 15 0.022 40.0165 10 332169 104Prcp330.9 100.0165 100.02060.721_0.8_0.4Nu0.023RePr83.9W m Ci0.023瞟321690.80.7210.420K83.925

5、67.12W.m2又蒸汽温度th126.3Ctm126.320126.3115ln126.320126.311542.3CAKQtm10.6910367.1242.323.765m3.765don0.025301.60m(3)0.7Q0.710.697.483kW0.80.70.80.750.75h0.75 83.962.9W. m2 C20K 62.950.2532W, m2 C采取降低加热蒸气温度的方法:Q KA tm7.483 10350.32115 203.765 th 20lnth 115th124.4 C3有一列管式水预热器，用(表压)的饱和水蒸气在管间冷凝以预热水,水在 25X2

6、.5mm80 C,取水蒸气冷凝表的钢管内以0.6m/s的速度流动，其进口温度为20C,至出口预热到C/W ,忽略管壁热阻。面传热系数为10000W,/(m2C),水的污垢热阻为0.6103m2试求:v1.0可编辑可修改Rdi8.82 10 4 m2 C W6(1)总传热系数K.(2)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20C,而出口温度仅能升至70C,试求此时的总传染系数K与污垢热阻。988.1kgm30.648W.mC0.6(1)doidi(2)Redu0.02330.54910Pas,cp4.17410J/kgC103m2CW,下饱和水蒸气温度th133.3

7、C0.6988.130.54910di一一一421597.810Prcp0.023tm334.174100.54910-3.540.6480.021100000.6480.80.4Nu0.023RePr21597.8083.54043625.8WmC3625.81032520K836.9Wm,下饱和水蒸气温度th133.3tmQtmtmqmcCp7020tmqmcCp8020tmtm79.56C,tmK0.7720K85.890.7720836.9646.1W110000253625.8205060端tmRdi2520v1.0可编辑可修改第五章：气体吸收例5-7,例5-8,例5-9习题：5-8

8、,5-10,5-12第六章：蒸储例6-3,例6-4,例6-5（掌握：逐板计算至第3块板上气液组成），例6-61用连续精微方法分离乙烯-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。今要求储出液中乙烯的回收率为%釜液中乙烷的回收率为试求所得储出液、釜液的流量和组成。解由d°xD,wW1xW及已知数据，可得FxFF1xFDxD2000.880.995175.12WWxW20010.880.99423.86（b）两式相减，得40口*口qnW*WQnW151.26又DxdWxw2000.88176代人前式得W24.74kmolhD20024.74175.26

9、kmol.h将D,W代人式（a）、（b）可得xD0.9992,xW0.0356。2常压下分离丙酮水溶液的连续精储塔，进料中含丙酮50%（摩尔分数，下同），其中气相占80%要求储出液和釜液中丙酮的组成分别为95%F口5%若回流比R=2,试按进料流量为100kmol/h,分别计算精储段与提储段的气相流量V、V'和液相流量L、L',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DW50kmol/h,本题中，q10.80.2,故VR1D350150kmol/h、LRD250100kmol.hVVq1F70kmolhLLqF120kmol.h精微段操作线方程为LDxDyn1xn0.667xn0.3167提福段操作线方程为丫。1/xnWxW1.714xn0.0357q线方程为yqqxfxqq 1 q 10.25x 0.6253在连续精福塔中分离相对挥发度3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%F口10%试写出此条件下该塔的提储段操作线方程。解由已知xF0.5,xD0.9,