化工原理總結(jié)與復習題

1、計算題:1、把內(nèi)徑為20mm長度為2m的塑料管，彎成倒U形，作為虹吸管使用。液體密度為1000kg/m3, 粘度為1mPa?s,為保持穩(wěn)定流動，使槽內(nèi)液面恒定。要想使流量為2m/h，虹吸管出口端距離槽內(nèi)液面的距離 h需要多少米？(光滑管 入=0.0235，回彎頭Z = 1.5，突然縮小Z = 0.5 )a-L2、如圖所示常溫下操作的水槽，下面的出水管直徑為？57mm< 3.5mm>當出水閥全關閉時,m7h o壓力表讀數(shù)為30.4kPa ,而閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至 20.3kPa。設壓力表之前管路中的 壓頭損失為0.5m水柱，試求水的流量為多少損失為 hf 45rm/h ?欲使水

2、的流量增加10%，應將高位槽3、如圖所示，有一高位槽輸水系統(tǒng)，管徑為2，試求水的流量為多少2?57mm< 3.5mn。已知水在管路中流動的機械能水面升高多少米?4、有一臺離心泵的額定流量為16.8m3/h，揚程為18mo試問此泵能否將密度為1060kg/m3,流量為250L/min的液體，從敞口儲槽向上輸送到表壓為30kPa的設備中？敞口儲槽與高位設備的液位垂直距離為8.5m。管路的管徑為 ？75.5mmX 3.75mm,管長為124m (包括直管長度和所有管件的當量長度)，摩擦系數(shù)為0.02 o 5、某工廠用？170mm< 5mm勺無縫鋼管輸送水蒸氣。為了減少沿途的熱損失，在管外

3、包兩層絕熱材料，第一層為厚 30mm勺礦渣棉，其熱導率為 0.065W/(m? K);第二層為厚30mm勺石 灰棉，其熱導率為 0.21W/(m? K)。管內(nèi)壁溫度為300C,保溫層外表面溫度為 40C。管路 長60mo求該管路的散熱量。6、某離心泵在轉(zhuǎn)速為1450r/min時，水的流量為18n3/h，揚程為20m水柱。試求：(1)泵的有效功率，水的密度為1000kg/m3; (2)若將泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到1250r/min時，泵的流量與揚程將變?yōu)槎嗌伲?、有直徑為？38mm< 2mm的黃銅冷卻管，假如管內(nèi)生成厚度為1mm的水垢，水垢的熱導率為入=1.163W/(m? C)。試計算水垢的熱阻是

4、黃銅熱阻的多少倍。黃銅的熱導率入=110W/(m? C)。8、有一外徑為100mm的水蒸氣管，水蒸氣的溫度為160C。為了減少熱量損失，在管外包覆厚度各為25mm的A、B兩層絕熱材料保溫層，A與B的熱導率分別為 0.15與0.05W/(m ?K)，試計算哪一種材料放在內(nèi)層好。周圍空氣溫度為20C，保溫層外表面對周圍空氣的對流(包括熱輻射)傳熱系數(shù) a = 15W/(m? C )。保溫層內(nèi)表面溫度在兩種情況下都等于水 蒸氣溫度。9、在一單程列管式換熱器中，欲用水將 出口溫度分別為 的平均比熱容為 冷卻水的流量；15000kg/h的煤油從140 C冷卻到40C，水的進、30C和40C，兩流體逆流流

5、動。煤油的平均比熱容為2.3kJ/(kg ? C )，水4.187 kJ/(kg ? C )。若換熱器的總傳熱系數(shù)為300W/(m2? C)，試求：(1)(2)換熱器的對數(shù)平均溫度差t; (3)換熱器的傳熱面積 A。10、在一單程逆流列管換熱器中用水冷卻空氣，兩流體的進口溫度分別為20C和在換熱器使用的初期，冷卻水及空氣的出口溫度分別為45 C和40 C，使用一年后，垢熱阻的影響，在冷熱流體的流量和進口溫度不變的情況下，冷卻水出口溫度降至 試求：(1)空氣出口溫度為多少？( 2)總傳熱系數(shù)為原來的多少倍？( 大一倍，空氣流量及兩流體進口溫度不變，冷熱流體的出口溫度各為多少？110C。由于污38

6、C,3)若使冷卻水加(水>> 空氣)(4)1為1100 W/m2 C,管外有某種液體沸騰，沸點為 50C，膜系數(shù) 2為5800 W /m2C。試求以下兩種情況下的壁溫：(1)管壁清潔無垢；(2 )外側(cè)有污垢產(chǎn)生，污垢熱阻為0.005 m2 C/W。冷卻水流量加大后，換熱器的傳熱速率有何變化？ 11、有一換熱器，管內(nèi)通 90 C的熱流體，膜系數(shù)在管的上口有大量12、如圖所示，在一細金屬管中的水保持25C,干空氣(溫度25C，總壓101.325kPa )流過，管中的水氣化后在管 中的空氣中擴散，試計算在穩(wěn)定狀態(tài)下的氣化速率。(25 C時水的飽2和蒸汽壓為 3.168kPa , D= 0

7、.256cm /s )Pxi2513、在一吸收塔中，用清水在總壓 0.1MPa、溫度20C的條件下吸收混合氣體中的 CQ,將 其組成從2%降至0.1%(莫爾分數(shù))。20C時CQ水溶液的亨利系數(shù) E= 144MPa吸收劑用量 為最小用量的 1.2 倍。試求液氣比及溶液出口組成。14、某填料吸收塔進塔混合氣體中含苯 5%(體積百分數(shù)) ,其余為惰性氣體。吸收塔操作壓 強為780mmHg溫度為25C，進塔混合氣體流量為 1000卅巾，苯回收率為95%吸收劑為不 含苯的煤油,煤油耗用量為最小用量的 1.5 倍。氣液逆流流動,系統(tǒng)平衡關系為 Y=0.14X (式中Y、X均為摩爾比)，氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)為

8、Kya=125kmol/m3 h,煤油的平均分子量為170kg/kmol，塔徑為0.6m。試求：(1)煤油的耗用量為多少 kg/h ? ( 2)煤油出塔濃度 X1為多少？( 3)填料層高度為多少 m?( 4)吸收塔每小時回收多少 kmol苯？ ( 5)欲提高 回收率可采用哪些措施？并說明理由。15、用清水在吸收塔中吸收混合氣中的溶質(zhì)A,吸收塔某截面上，氣相主體中溶質(zhì) A的分壓為5kPa,液相中溶質(zhì) A的莫爾分數(shù)為0.015。氣膜傳質(zhì)系數(shù)kY= 2.5 X 105kmol/(m 2? s),液膜傳質(zhì)系數(shù)kx= 3.5 X 103kmol/(m 2?s)。氣液平衡關系符合亨利定律，相平衡常數(shù) 作0

9、.7。總壓為101.325kPa。試求氣相總傳質(zhì)系數(shù)和溶質(zhì)的傳質(zhì)速率，并分析吸收過程是氣膜控制 還是液膜控制。16、在逆流填料吸收塔中,用清水吸收含氨 5%(體積)的空氣氨混合氣中的氨,已知混合氣量為2826m/h (標準狀況)，氣體空塔速度為 1m/s，平衡關系為 Y=1.2X，以摩爾比為 推動力的氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)Ka=180kmol/m3 h,吸收劑用量為最小用量的1.4倍，要求吸收率為 98%,試求：(1)溶液的出口濃度 X1 (摩爾比) ； (2)氣相總傳質(zhì)單元高度 HQG； ( 3 ) 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) NQG； 17、某連續(xù)操作的精餾塔,泡點進料。已知操作線方程如下：q 線方程。

10、精餾段 y=0.8 X + 0.172提餾段y= 1.3x-0.018試求塔頂液體回流比、餾出液組成、塔釜氣相回流比、釜液組成、進料組成及 18、用一精餾塔分離二元液體混合物，進料量 100kmol/h，易揮發(fā)組分xf=0.5，泡點進料, 得塔頂產(chǎn)品xd=0.9，塔底釜液xw=0.05 (皆摩爾分率)，操作回流比R=1.61 ,該物系平均相 對揮發(fā)度a=2.25，塔頂為全凝器，求：(1)(2)(3)(4)塔頂和塔底的產(chǎn)品量( kmol/h )； 第一塊塔板下降的液體組成X1為多少；寫出提餾段操作線數(shù)值方程； 最小回流比。19、一精餾塔,原料液組成為 0.5(摩爾分率) ,飽和蒸氣進料,原料處理

11、量為 100kmol/h , 塔頂、塔底產(chǎn)品量各為 50kmol/h 。已知精餾段操作線程為 y=0.833x+0.15 ,塔釜用間接蒸 氣加熱,塔頂全凝器,泡點回流。試求：( 1 )塔頂、塔底產(chǎn)品組成；( 2)全凝器中每小時冷凝蒸氣量；3） 蒸餾釜中每小時產(chǎn)生蒸氣量（4） 若全塔平均0=3.0 ,塔頂?shù)谝粔K塔板默弗里效率Em=0.6 ,求離開塔頂?shù)诙K塔板的氣相組成。20、在一連續(xù)操作的精餾塔中分離苯-甲苯溶液，其平均相對揮發(fā)度a = 2.46。進料流量為250kmol/h，其中苯的莫爾分數(shù)為0.4 , q= 1.2 o餾出液流量為 100kmol/h，其中苯的莫爾2）塔釜上一層理分數(shù)為0.97 O塔頂泡點回流，試計算（1）精餾段、提餾段操作線方程； 論板的下降液體組成。a= 2.92 O (1)2)離開第一理論3)21、在常壓下連續(xù)操作精餾塔分離某雙組分溶液。該物系的平均相對揮發(fā)度 離開塔頂?shù)诙碚摪宓囊合嘟M成X2= 0.75，試求離開該板的氣相組成；板的液相組成xi= 0.088 ,若精餾段的液氣比為 2/3，試計算離開第三層板的氣相組成; 若為泡點回流，試求塔頂回流比；（4）精餾段操作線方程。22、在一常壓精餾塔內(nèi)分離苯和甲苯混合物，塔頂為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱。進料量為 1000kmol/h