化工原理2相關(guān)習(xí)題詳解

鄭秉得化工原理2相關(guān)習(xí)題詳解1.在一603.5mm的鋼管外層包有兩層絕熱材料，里層為40mm的氧化鎂粉，平均導(dǎo)熱系數(shù)=0.07W/m，外層為20mm的石棉層，其平均導(dǎo)熱系數(shù)=0.15W/m?，F(xiàn)用熱電偶測得管內(nèi)壁溫度為500，最外層表面溫度為80，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)=45W/m。試求每米管長的熱損失及兩保溫層相交界面的溫度。 2.一空氣冷卻器，空氣在管外橫向流過，對(duì)流傳熱系數(shù)為80 W/（m2K）；冷卻水在管內(nèi)流過，對(duì)流傳熱系數(shù)為5000 W/（m2K）。冷卻管為252.5mm的鋼管，其導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/（mK）。（不考慮污垢熱阻）求（1）該狀態(tài)下的總傳熱系數(shù)；（2）若將管外對(duì)流傳熱系數(shù)提高一倍，其他條件不變，總傳熱系數(shù)如何變化？（3）若將管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)提高一倍，其他條件不變，總傳熱系數(shù)如何變化？若將傳熱系數(shù)改為85則，解答如下：3. 在套管換熱器中用冷水將100的熱水冷卻到60，冷水溫度從20升至30。試求在這種溫度條件下，逆流和并流時(shí)的平均溫差。4. 在一單殼程，雙管程的管殼式換熱器中，冷流體溫度從20升至60，熱流體溫度從90升至70。試求在這種溫度條件下，冷熱流體進(jìn)行熱交換時(shí)的平均溫差。 5. 在逆流套管換熱器中用油加熱冷水，傳熱面積15.8m2。油流量2.85kg/s，進(jìn)口溫度110；水流量0.667kg/s，進(jìn)口溫度35。油和水的平均熱容分別為1.9kJ/（kg ）、4.18kJ/（kg ），換熱器傳熱系數(shù)K=320W/ （m2 ）。求水的出口溫度及換熱量。6. 北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。試問樹葉上下表面的哪一面結(jié)霜，為什么？答：霜會(huì)結(jié)在樹葉的上表面。因?yàn)榍宄浚媳砻娉蛱?，下表面朝向地面。而太空表面的溫度低?，而地球表面的溫度一般在0以上。由于相對(duì)樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以下表面樹葉溫度更高，而上表面溫度可能會(huì)低于零度，從而容易結(jié)霜。7. 對(duì)于放置在室外的冷庫，從減少冷庫冷量損失的角度出發(fā)，冷庫外殼的顏色應(yīng)涂成深色還是淺色？答：淺色。要減少冷量損失，須盡可能少地吸收外界熱量，而盡可能多地向外界釋放熱量。因此冷庫應(yīng)取較淺的顏色，從而使吸收的可見光能量較少，而向外發(fā)射的紅外線較多。8.關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是（ C ）。A、傳熱過程中總傳熱系數(shù)K與對(duì)流給熱系數(shù)和管壁的熱阻都有關(guān)；B、總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異；C、總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)；D、要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手。 9. 吸收率大于等于1的物體稱為黑體 .（ ）10.11.12.13.14.15.2.回憶：請(qǐng)簡要敘述上述三種方式的含義與特點(diǎn)。傳熱是我們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)中常見的一種現(xiàn)象，只要有溫度差的存在就會(huì)發(fā)生傳熱，傳熱在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有三個(gè)：能量輸送、保溫、廢熱利用。通過的途徑有三種熱傳導(dǎo)，也稱為導(dǎo)熱：因?yàn)榉肿踊蛟拥奈⒂^振動(dòng)，熱量從高溫物體流向與之接觸的低溫物體，或同物體內(nèi)高溫部分向低溫部分進(jìn)行的熱量傳遞過程，物體不發(fā)生宏觀的相對(duì)位移，氣固液微觀原理不同。對(duì)流：流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱交換，僅發(fā)生在流體中，有相對(duì)的宏觀位移。輻射：高溫物體產(chǎn)生的電磁波在空間傳遞而被低溫物體所吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的過程稱為輻射傳熱。任何物體，只要T0K，均存在輻射傳熱；不需要任何中介，真空中可進(jìn)行；傳熱過程中伴隨能量形式的轉(zhuǎn)換。16.17.18.19.20.21.22.23.24. -25. -26. -27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37. 在一套管換熱器用水逆流冷卻某種溶液，溶液量為1.0Kg/s，比熱為2.0KJ/(KgK)，走內(nèi)管（252.5mm），從150降溫至100 。冷卻水走套管環(huán)隙，從20 升溫至60，水的比熱為4.0KJ/（KgK）。38. （1）已知溶液一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)為1000W/m2K，冷卻水一側(cè)的以流傳熱系數(shù)為500W/m2K，忽略管壁和污垢的熱阻，求以傳熱外表面積為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)K（W/(m2K)）和冷卻水的用量（Kg/h）。 （2）計(jì)算傳熱面積和管長。 12. 在壓強(qiáng)為101.3kPa、20時(shí)，稀溶液的氣液相平衡關(guān)系為 ，現(xiàn)有含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.1的混合氣體和含氨摩爾分?jǐn)?shù)為0.05的稀氨水溶液，氣液兩相在上述條件下接觸，判斷氨在氣液兩相間傳質(zhì)的方向。13.在壓強(qiáng)為101.3kPa、25時(shí)，CO2在水中的亨利系數(shù)為1.66105kPa，現(xiàn)將含CO2摩爾分?jǐn)?shù)為0.05的空氣與CO2濃度為1.010-3kmol/m3的水溶液接觸，問：1、判斷傳質(zhì)方向；2、以分壓差表示傳質(zhì)推動(dòng)力；3、計(jì)算逆流接觸時(shí)空中CO2最低含量。14.在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025，液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky=2kmol/mh ,氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ky=1.5kmol/m2h ，則該處氣液界面上氣相濃度yi應(yīng)為（B），平衡關(guān)系y=0.5x。 ()0.02 ()0.01 ()0.015 ()0.005 15.16.在20，1atm下，用清水分離氨-空氣的混合氣體，混合氣體中氨的分壓為1013Pa，經(jīng)吸收后氨的分壓降為101.3Pa，混合氣體的處理量為1450kg/h，操作條件下平衡關(guān)系為 ye=0.755x。若適宜的吸收劑用量為最小用量的2倍，求所需吸收劑用量及離塔氨水的濃度。(假設(shè)空氣摩爾質(zhì)量為29g/mol)若混合氣體中氨的分壓為1330Pa，經(jīng)吸收后氨的分壓將為7Pa，混合氣體的處理量為1020Kg/h，其它不變，則解答如下：17. 在填料吸收塔中，用清水吸收甲醇 - 空氣混合氣體中的甲醇蒸汽，在1atm，20下進(jìn)行操作，混合氣體流量為1200m3 /(m2h) ，塔底處空塔氣速為0.4m/s，混合氣體中甲醇的濃度為64g甲醇/m3空氣，甲醇回收率為95%，水的用量為1215kg /(m2h) ，體積吸收總系數(shù)Ky=100kmol/(m3h)，操作條件下氣液平衡關(guān)系為y=1.1x。試計(jì)算所需的填料層高度。18. 在吸收的過程中，增加吸收劑