化工原理試題庫計(jì)算題分解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上二：計(jì)算題（50分） 1、有某平均相對揮發(fā)度為3的理想溶液，其中易揮發(fā)組份的組成為60%（縻爾分率，以下相同）的料液于泡點(diǎn)下送入精餾塔。要求餾出液中易揮發(fā)組份的組成不小于90%，殘液中易揮發(fā)組份的組成不大于2%。 求：每獲1kmol 餾出液時原料液用量？ 若回流比為1.5 ，它相當(dāng)于的多少倍？ 假設(shè)料液加到板上后，加料板上的濃度仍為60%，求提餾段第二塊理論板上的液相組成？已知：，。相平衡關(guān)系：，F(xiàn)=W+D F=W+1， 。聯(lián)立求解得：。 最小回流比：，。 。 其倍數(shù)為：。提餾段操作線方程： ， ，由， 得：。即：提餾段第二塊板上的氣相組成為0.72. 2、某吸收過程

2、中，平衡關(guān)滿足亨利定律Y=mX。已知吸收劑和惰性氣體的用量分別為L 和V，吸收過程中進(jìn)出塔的氣、液相濃度分別為 、 、。證明當(dāng)解吸因素時，傳質(zhì) 。 3、某干燥器將肥料從含水5%干至0.5% （濕基），干燥器的生產(chǎn)能力為。物料進(jìn)出干燥器的溫度分別為及。濕空氣經(jīng)預(yù)熱后的溫度為，濕度為，出干燥器的溫度為。若干燥器內(nèi)無補(bǔ)充熱量，熱損失忽略不計(jì)。試確定干空氣的消耗量及空氣離開干燥器時的濕度？（）。干燥水分量：，。 干燥器熱量衡算： 。 濕度： ， 三：計(jì)算題(46分)1、 如圖所示，水在管內(nèi)作穩(wěn)定流動，設(shè)管路中所有直管管路的阻力系數(shù)為，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為，若管徑為100mm,求流體的流量及閥的局部阻

3、力系數(shù)？圖示，在1-1，2-2面間列板努利方程 = 。 在2-2，3-3面間列板努利方程 =， ， 即流體的流量為局部阻力系數(shù)為8。2、 在一 列管式換熱器中，用冷卻將的熱水冷卻到，熱水流量為，冷卻水在管內(nèi) 流動，溫度從升到。已 知傳熱系數(shù)K為， 換熱管為的鋼管，長 為3m.。求冷卻水量和換熱管數(shù) （逆流）。 已知： （1）、 （2）、 （3）、 ， 3、 = ， /=。 即冷卻水的流量為和管子根數(shù)為167根。 三：計(jì)算題（50分）1，流量為5000的水通過一根20Km長的水平管，總壓降為0.5Mpa。現(xiàn)在中央接一完全相同的平行管到中點(diǎn)。問總流量變?yōu)槎嗌伲?設(shè)接平行管道后，總流量為。 二平行管

4、流量為和。 板努利方程： 總壓降相同得： =， ，。 。2、2,，泵將的水由一貯槽打到另一貯槽，其中吸入管和排出管的管徑為的無縫鋼管。吸入管長為50m，排出管長為160m。且泵到 管出口的距離為10m，其中流量為。（已知：，,m,）.(時水，) 求：忽略動壓頭，求泵的安裝高度？ 泵的軸功率和效率？。 。 考慮0.5m的安裝安全系數(shù)。則泵的安裝高度為1m. . . . . . 3，一列式換熱器規(guī)格如下：管長3m,管數(shù)30根，管徑為，管程為 1，現(xiàn)擬選用此換熱器冷凝、冷卻飽和蒸汽，使之從飽和溫度降至。走管外，其流量為，其冷凝潛熱為，比熱為。水走管內(nèi)，且與成逆流流動。冷卻水的進(jìn)出口溫度分別為和。已知

5、冷凝和冷卻段基于外表面的總傳熱系數(shù)分別為和。問此換熱器是否造適用？換熱器已有的傳熱面積：。求所需的傳熱面積：冷凝段的熱量： =冷卻段的熱量：?？偀崃繛椋篞=+=27.55Kw冷卻水的用量：冷卻水離開冷卻段的溫度：冷凝段的溫度差：冷卻段的溫度差： 冷凝段所需傳熱面積： 冷卻段所需傳熱面積： 所需的總的傳熱面積：A=6.45.4， 用一傳熱面積為的蒸發(fā)器將某溶液由15%濃縮到40%，沸點(diǎn)進(jìn)料，要求每小時蒸得375Kg濃縮液，已知加熱蒸汽壓強(qiáng)為200Kpa，蒸發(fā)室的操作壓強(qiáng)為20Kpa,此操作條件下的溫度差損失可取，熱損失可忽略不計(jì)。試求：（）開始設(shè)入使用時，此蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？ （）操作一段

6、時間后，因物料在傳熱面上結(jié)垢，為完成同樣蒸發(fā)任務(wù)，需將加熱蒸汽的壓力提高到350Kpa，問此時蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多少？ 查得20Kpa水蒸汽的飽和溫度為，汽化潛熱為 查得200Kpa水蒸汽的飽和溫度為 查得350Kpa水蒸汽的飽和溫度為水分蒸發(fā)量：，.F=1000Kg , W=625Kg 溶液的沸點(diǎn)為 。 傳熱系數(shù)K為： 改變壓力后的傳熱系數(shù)： 。 可見結(jié)垢以后的傳熱系數(shù)降低。三：計(jì)算題（64分）1 圖示，“U”管壓差計(jì)甲的上部管內(nèi)充滿了水，下部為汞，汞的液面落差為，求？若再接一“U”管壓差計(jì)乙，其上部仍為水，下部放置不知名的液體，且測得，求？ 。 ， 。2一降層室長為5m,寬為3m，高為4m

7、。內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為，氣體密度，粘度為。塵粒密度。試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑？降沉室的總面積：。 沉降速度：。 設(shè)沉降區(qū)為層流，則有： ， 。 驗(yàn)算：。3外徑為200mm的蒸汽管道，管外壁溫度 為。管外包以導(dǎo)熱系數(shù)為 的保溫材料。要求保溫層外壁面溫度不超過，3、 每米 管長的熱損失不超過。問保溫層的厚度應(yīng)為多少？保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù) ：。 ， 。4、 欲將濃度為25%，沸點(diǎn)為，流量為的NaOH水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮到50%。料液的進(jìn)口溫度為，加熱蒸汽的壓強(qiáng)為392.4Kpa（絕壓），冷凝器的壓強(qiáng)為53.32Kpa.據(jù)經(jīng)驗(yàn)蒸發(fā)器

8、的傳熱系數(shù)可取，溶液的密度為。若忽略蒸發(fā)器的熱損失。求加熱蒸汽的消耗量及蒸發(fā)器所需的傳熱面積？水分蒸發(fā)量： 。加熱蒸汽消耗量：。所需的傳熱面積為：。即所需的加熱蒸汽消耗量為。所需的傳熱面積為 三：計(jì)算題 1、 圖示為一輸油管路，未裝流量計(jì)，但在A、B分別測得壓強(qiáng)為 ，試估算管道中油的流量？ 已知：管為，A、B間距為10m, 在A-B兩點(diǎn)間列板努利方程： 。 . . 設(shè)流體在管路中作層流流動，則： ， 。 。 。 核算雷諾準(zhǔn)數(shù)：。 則：油品的流量為。 2、試證明球形顆粒在重力場中作自由 沉降時，層流區(qū)域內(nèi)的沉降速度公式 為： 。 顆粒作自由沉降，受力： ， ，。 ，層流： ，。 3、用一板框壓濾

9、機(jī)在300Kpa壓強(qiáng)差下過濾 圖4-2 某懸浮液。已知過濾常數(shù)K為， 為 。要求每一操作周期得濾液，過濾時間為0.5h。設(shè)濾餅不可壓縮，且濾餅與濾液體積之比為0.025。試求：過濾時間；若操作壓強(qiáng)差提高至600Kpa，現(xiàn)有一臺板框過濾機(jī)，每框的尺寸為 ，若要求每個過濾周期仍得濾液，則至少需要多少個框能滿足要求？過濾時間又為多少？過濾面積： ，。 濾餅體積：，框數(shù)。 過濾總面積：。 ，。 4、一臥式列管換熱器，鋼質(zhì)換熱管長為3m,直徑為。水以的 流速在管內(nèi)流動，并從被加熱到。流量為、溫度為 烴的飽和蒸汽在管外冷凝成同溫度的液體。烴蒸汽的冷凝潛熱為。 已測得：蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為，管內(nèi)側(cè)熱阻為個側(cè)熱

10、阻的40%， 污垢熱阻又為管內(nèi)側(cè)熱阻的70%，試核算換熱管的總根數(shù)及換熱器的管程數(shù)。5、 計(jì)算時可忽略管壁熱阻及熱損失。傳熱量為：。 所需水量：。單管水量：，每程所需管子數(shù)為：。每程傳熱面積：，傳熱系數(shù)：所需傳熱面積： 管程數(shù)為：n=4.總管數(shù)為80根。二：計(jì)算題1、 容器A、B分別盛有水和密度為的灑精，中間接一水銀壓差計(jì)。當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)（表壓）時，測得，求容器B內(nèi)的壓強(qiáng)為多少？當(dāng)容器A中的壓強(qiáng)減小至，容器B內(nèi)的壓強(qiáng)不變， 則水銀壓差計(jì)內(nèi)的讀數(shù)為多少？ ， 。 ，。 ， 。2、 用油泵從貯罐向反應(yīng)器輸送液態(tài)異丁烷，貯罐內(nèi)異丁烷液面恒定，其上方壓強(qiáng)為652.365Kpa。泵位于貯罐液面以下1.

11、5m處，吸入管路的全部壓頭損失為1.6m。異丁烷在輸送條件下的密度為，飽和蒸汽壓為637.65Kpa 。在泵的性能表上查得，輸送流量下泵的允許汽蝕余量為3.5m。試問該泵能否正常操作？，。 即泵不能正常工作。3、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在0.1Mpa（表壓）下20分鐘可在每平方米過濾面積上得到0.197的濾液，再過濾20分鐘又得到濾液0.09,試求共過濾1小時可得總濾液量為多少？，。 。 。 。過濾1小時所得到的總濾液量為0.356 .4、某溶液在單效蒸發(fā)器中蒸濃，用飽和蒸汽加熱，需加熱蒸汽量，加熱蒸汽的溫度為，其汽化潛熱為。已知蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸汽的冷凝溫度為，各項(xiàng)溫度差損失共為。取飽和

12、蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)為，沸騰溶液的傳熱膜系數(shù)為，求該換熱器的傳熱面積？（管壁熱阻、垢層熱阻及熱損失忽略不計(jì)）傳熱量： 溶液的沸點(diǎn)：。 溫差：傳熱系數(shù)傳熱面積：。 故所需的傳熱面積為三：計(jì)算題（44分）1、 雙股進(jìn)料的二元連續(xù)進(jìn)料， 均為泡點(diǎn)液相進(jìn)料，進(jìn)料液為, 求第三段的汽相和液相流量？已知 第一段的汽液相流量分別為V和L。解：由物料衡算得：而料液是泡點(diǎn)進(jìn)料，則：，。2、 某填料吸收塔用純輕油吸收混合氣中的苯，進(jìn)料量為1000標(biāo)準(zhǔn)。 進(jìn)料氣體中含苯5%（體積百分?jǐn)?shù)），其余為惰性氣體。要求回收率95%。操作時輕油含量為最小用量的1.5倍，平衡關(guān)系為Y=1.4X。已知體積吸收總系 數(shù)為，輕油的平均

13、分子量為170。求輕油用量和完成該生 產(chǎn)任務(wù)所需填料層高度？ 解：，。，。 ， ，即輕油量為，所需填料層高度為2.74m。 3、 有一干燥系統(tǒng)如圖，新鮮空氣為與干 燥器出口溫，濕度為的廢氣匯合后進(jìn)入預(yù)熱器（ 廢氣/新鮮空氣= 0.08/0.2）,干燥器中的干物料為， 溫含量為，求新鮮空氣加入量和預(yù)熱器加入的熱量？解：由等焓過程找到預(yù)熱后混合氣的狀態(tài)點(diǎn) ， 。 由質(zhì)量比找到混合氣的狀態(tài)點(diǎn) ， 干燥水。新鮮空氣量 。 即新鮮空氣量為，預(yù)熱所提供的熱量為 42.74Kw。 三：計(jì)算題（50分）1、用一精餾塔分離二元理想混合物，已知，進(jìn)料濃度為，進(jìn)料量為 ，泡點(diǎn)進(jìn)料。要求塔 頂濃度為0.9，塔釜濃度為

14、0.1（以上均為縻爾分率）。求塔頂、塔釜的采出量，若 R=2，寫出精餾段和提餾段的操作線方程？ 1、 ，。 ， 。 ， 即精餾塔的塔頂和塔釜采出量分別為和 。兩段的操作線方程為 和 。2、 用純水吸收空氣氨混合氣體中的 氨，氨的初始濃度為 0.05(縻爾濃度)。要求氨的回收率不低于95%，塔低得到的氨水濃度不低于0.05已知操作條件下的氣、液相平衡關(guān)系為Y=0.95X。試計(jì)算： （1）、逆流操作，氣體流量取。且。求所需填料層高度？ （2）、采用部分吸收劑再循環(huán)流程，新鮮吸收劑與循環(huán)量之比為20，氣體流量不變，體積吸收總系數(shù)也不變，求所需填料層高度？， 。， ， 。 。 ，由質(zhì)量守恒得：， ，。

15、 。即填料層高度分別為19.6m和49.3m。3、 在密閉的容器內(nèi)，盛有溫度為，總壓為101.3Kpa，濕度為的濕空氣。水蒸汽的飽和蒸汽壓為2.338Kpa。試求（1）、該空氣的相對濕度及容納水分的最大能力為多少？（2）、若容器內(nèi)壓入溫度為的干空氣，使總壓上升為303.9Kpa。 該空氣的相對濕度及容納水分的最大能力為多少？，。 。 容納水分的最大能力即飽和。 同理，。 。 三：計(jì)算題（50分）1、 圖示的精餾塔是由一只蒸餾釜和一塊實(shí)際板所組成。料液由塔頂加入，泡點(diǎn)進(jìn)料， ，今測得塔頂易揮發(fā)組分的回收率為80%，系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為。且 求：殘液組成 和該塊塔板的液相默夫里效率？（蒸餾釜可視為一

16、塊理論板）。 1、 ， 。 則，。 ，。 。 即塔釜濃度為，液相組成表示的默夫里效率為65.6%。2、 某生產(chǎn)車間使用一填料塔，清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進(jìn)塔混合氣中組分A的縻 爾分率為0.04，出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0125，操作條件下的平衡關(guān)系為。試求：液汽比為最小液汽比的多少倍？，所需的填料層的高度？， 。 。 。 液汽比為最小液汽比為1.286倍。所需的填料層高度為7.67m。 3、在常壓連續(xù)理想干燥器中，用通風(fēng)機(jī)將空氣送至預(yù)熱器，經(jīng)飽和蒸汽加熱后進(jìn)入干燥器以干燥某種溫物料，已知空氣的狀態(tài)為：，水蒸汽分壓，。物料的狀態(tài)為：，。干燥器的生產(chǎn)能力為。預(yù)熱器的總傳熱系數(shù)為。試求通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量和預(yù)熱器的傳熱面積？， 。 。 。 。 。 即通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為和所需的傳熱面積為。三：計(jì)算題（50分）1、 某二元混合物在連續(xù)精餾塔中分離，飽和液體進(jìn)料，組成為，塔頂餾出液組成為0.9，釜液組成為0.05，（以上均為易揮發(fā)組分的縻爾分率），相對揮發(fā)度為3，回流比為最小回流比的2倍。塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，塔釜為間接蒸汽加熱。試求：進(jìn)入第一塊理論板的氣相濃度？離開最后一塊理論板的液相濃度？以為準(zhǔn)