制藥工程原理課后答案

1、習(xí)題與思考題第二章液體攪拌第三章流體輸送設(shè)備【例21】 離心泵特性曲線的測(cè)定附圖為測(cè)定離心泵特性曲線的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中已測(cè)出如下一組數(shù)據(jù)：泵進(jìn)口處真空表讀數(shù)p1=2.67×104Pa(真空度)泵出口處壓強(qiáng)表讀數(shù)p2=2.55×105Pa(表壓)泵的流量Q=12.5×103m3/s功率表測(cè)得電動(dòng)機(jī)所消耗功率為6.2kW吸入管直徑d1=80mm壓出管直徑d2=60mm兩測(cè)壓點(diǎn)間垂直距離Z2Z1=0.5m泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，傳動(dòng)效率可視為1，電動(dòng)機(jī)的效率為0.93實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為20的清水試計(jì)算在此流量下泵的壓頭H、軸功率N和效率。解：（1）泵的壓頭 在真空表及壓強(qiáng)表所在截面

2、11與22間列柏努利方程：式中 Z2Z1=0.5mp1=2.67×104Pa（表壓）p2=2.55×105Pa（表壓）u1=u2=兩測(cè)壓口間的管路很短，其間阻力損失可忽略不計(jì)，故H=0.5+=29.88mH2O（2）泵的軸功率 功率表測(cè)得功率為電動(dòng)機(jī)的輸入功率，電動(dòng)機(jī)本身消耗一部分功率，其效率為0.93，于是電動(dòng)機(jī)的輸出功率（等于泵的軸功率）為：N=6.2×0.93=5.77kW（3）泵的效率=在實(shí)驗(yàn)中，如果改變出口閥門的開度，測(cè)出不同流量下的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出相應(yīng)的H、N和值，并將這些數(shù)據(jù)繪于坐標(biāo)紙上，即得該泵在固定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。【例22】 將20的清水從貯水

3、池送至水塔，已知塔內(nèi)水面高于貯水池水面13m。水塔及貯水池水面恒定不變，且均與大氣相通。輸水管為140×4.5mm的鋼管，總長(zhǎng)為200m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。現(xiàn)擬選用4B20型水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2900r/min時(shí)，其特性曲線見附圖，試分別求泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量、軸功率及效率。摩擦系數(shù)可按0.02計(jì)算。解：求泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量、軸功率及效率，實(shí)際上是求泵的工作點(diǎn)。即應(yīng)先根據(jù)本題的管路特性在附圖上標(biāo)繪出管路特性曲線。（1）管路特性曲線方程在貯水池水面與水塔水面間列柏努利方程式中Z=13m p=0由于離心泵特性曲線中Q的單位為L(zhǎng)/s，故輸送流量Qe的單位也為L(zhǎng)/s，輸送管內(nèi)流速為：=本題的管路

4、特性方程為：He=13+（2）標(biāo)繪管路特性曲線根據(jù)管路特性方程，可計(jì)算不同流量所需的壓頭值，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列表如下：Qe/L·s10481216202428He/m1313.1413.5514.2315.216.4317.9419.72由上表數(shù)據(jù)可在4B20型水泵的特性曲線圖上標(biāo)繪出管路特性曲線HeQe。（3）流量、軸功率及效率 附圖中泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)就是泵的工作點(diǎn)，從圖中點(diǎn)M讀得：泵的流量 Q=27L/s=97.2m3/h泵的軸功率 N=6.6kW泵的效率 =77%【例23】 選用某臺(tái)離心泵，從樣本上查得其允許吸上真空高度Hs=7.5m，現(xiàn)將該泵安裝在海拔高度為500

5、m處，已知吸入管的壓頭損失為1 mH2O，泵入口處動(dòng)壓頭為0.2 mH2O，夏季平均水溫為40，問該泵安裝在離水面5m高處是否合適？解：使用時(shí)的水溫及大氣壓強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)條件不同，需校正：當(dāng)水溫為40時(shí) pv=7377Pa在海拔500m處大氣壓強(qiáng)可查表2-1得Ha=9.74 mH2OH's=Hs+（Ha10）=7.5+（9.7410）（0.750.24）=6.73 mH2O泵的允許安裝高度為：（2-22b）=6.730.21=5.53m5m故泵安裝在離水面5m處合用?！纠?-4】 試選一臺(tái)能滿足Qe=80m3/h、He=180m要求的輸水泵，列出其主要性能。并求該泵在實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需的軸功率和

6、因采用閥門調(diào)節(jié)流量而多消耗的軸功率。解：（1）泵的型號(hào) 由于輸送的是水，故選用B型水泵。按Qe=80m3/h、He=180m的要求在B型水泵的系列特性曲線圖2-15上標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)，該點(diǎn)所在處泵的型號(hào)為4B20-2900，故采用4B20型水泵，轉(zhuǎn)速為2900r/min。再從教材附錄中查4B20型水泵最高效率點(diǎn)的性能數(shù)據(jù)：Q=90m3/h H=20mN=6.36kW =78% Hs=5m（2）泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需的軸功率，即工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的軸功率。在圖2-6的4B20型離心水泵的特性曲線上查得Q=80m3/h時(shí)所需的軸功率為N=6kW（3）用閥門調(diào)節(jié)流量多消耗的軸功率 當(dāng)Q=80m3/h時(shí)，由圖2-6查

7、得H=1.2m，=77%。為保證要求的輸水量，可采用泵出口管線的閥門調(diào)節(jié)流量，即關(guān)小出口閥門，增大管路的阻力損失，使管路系統(tǒng)所需的壓頭He也等于21.2m。所以用閥調(diào)節(jié)流量多消耗的壓頭為：H=21.218=3.2m多消耗的軸功率為：【例25】 已知空氣的最大輸送量為14500kg/h。在最大風(fēng)量下輸送系統(tǒng)所需的風(fēng)壓為1600Pa（以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)）。風(fēng)機(jī)的入口與溫度為40，真空度為196Pa的設(shè)備連接，試選合適的離心通風(fēng)機(jī)。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為93.3×103Pa。解：將系統(tǒng)所需的風(fēng)壓p'T換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓pT，即操作條件下'的計(jì)算：（40，p=（93300196）P

8、a）從附錄中查得1.0133×105Pa，40時(shí)的=1.128 kg/m3所以風(fēng)量按風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)根據(jù)風(fēng)量Q=13940m3/h和風(fēng)壓pT=1846Pa從附錄中查得47211NO.6C型離心通風(fēng)機(jī)可滿足要求。該機(jī)性能如下：風(fēng)壓 1941.8Pa=198mmH2O風(fēng)量 14100 m3/h效率 91%軸功率 10kW習(xí) 題1擬用一泵將堿液由敞口堿液槽打入位差為10m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)為5.88×104Pa（表壓），流量20m3/h。全部輸送管均為57×3.5mm無縫鋼管，管長(zhǎng)50m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。堿液的密度=1500kg/m3，粘度=2×103

9、Pa·s。管壁粗糙度為0.3mm。試求：（1） （1）輸送單位重量液體所需提供的外功。（2） （2）需向液體提供的功率。2在圖2-11所示的4B20型離心泵特性曲線圖上，任選一個(gè)流量，讀出其相應(yīng)的壓頭和功率，核算其效率是否與圖中所示一致。3用水對(duì)某離心泵作實(shí)驗(yàn)，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：Q/（L·min1）0100200300400500H/m37.2383734.531.828.5若通過76×4mm、長(zhǎng)355m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）的導(dǎo)管，用該泵輸送液體。已知吸入與排出的空間均為常壓設(shè)備，兩液面間的垂直距離為4.8m，摩擦系數(shù)為0.03，試求該泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量。若排

10、出空間為密閉容器，其內(nèi)壓強(qiáng)為1.29×105Pa（表壓），再求此時(shí)泵的流量。被輸送液體的性質(zhì)與水相近。4某離心泵在作性能試驗(yàn)時(shí)以恒定轉(zhuǎn)速打水。當(dāng)流量為71m3/h時(shí)，泵吸入口處真空表讀數(shù)2.993×104Pa，泵壓出口處壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)3.14×105Pa。兩測(cè)壓點(diǎn)的位差不計(jì)，泵進(jìn)、出口的管徑相同。測(cè)得此時(shí)泵的軸功率為10.4kW，試求泵的揚(yáng)程及效率。5用泵從江中取水送入一貯水池內(nèi)。池中水面高出江面30m。管路長(zhǎng)度（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為94m。要求水的流量為2040m3/h。若水溫為20，/d=0.001，（1）選擇適當(dāng)?shù)墓軓剑?）今有一離心泵，流量為45 m

11、3/h，揚(yáng)程為42m，效率60%，軸功率7kW。問該泵能否使用。6用一離心泵將貯水池中的冷卻水經(jīng)換熱器送到高位槽。已知高位槽液面比貯水池液面高出10m，管路總長(zhǎng)（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為400m，管內(nèi)徑為75mm，換熱器的壓頭損失為32（u2/2g），摩擦系數(shù)取0.03，離心泵的特性參數(shù)見下表：Q/（m·s1）00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008H/m2625.524.5232118.515.5128.5試求：（1）管路特性曲線；（2）泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)的流量及壓頭。7若題6改為兩個(gè)相同泵串聯(lián)操作，且管路特性不變。試求泵的工作點(diǎn)及其

12、相應(yīng)流量及壓頭。8若題6改為兩個(gè)相同泵并聯(lián)操作，且管路特性不變。試求泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流量及壓頭。9熱水池中水溫為65。用離心泵以40m3/h的流量送至涼水塔頂，再經(jīng)噴頭噴出落入涼水池中，達(dá)到冷卻目的。已知水進(jìn)噴頭前需維持49×103Pa（表壓）。噴頭入口處較熱水池水面高6m。吸入管路和排出管路的壓頭損失分別為1m和3m。管路中動(dòng)壓頭可忽略不計(jì)。試選用合適的離心泵。并確定泵的安裝高度。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)按101.33×103Pa計(jì)。10將某減壓精餾塔釜中的液體產(chǎn)品用離心泵輸送至高位槽，釜中真空度為6.67×104Pa（其中液體處于沸騰狀態(tài)，即其飽和蒸汽壓等于釜中絕對(duì)壓強(qiáng)

13、）。泵位于地面上，吸入管總阻力為0.87m液柱。液體的密度為986kg/m3，已知該泵的允許汽蝕余量h=4.2m，試問該泵的安裝位置是否適宜？如不適宜應(yīng)如何重新安排？1115的空氣直接由大氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)而通過內(nèi)徑為800mm的水平管道送到爐底。爐底的表壓為10.8×103Pa。空氣輸送量為20000m3/h（15，101.33×103Pa），管長(zhǎng)與管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為100m，管壁絕對(duì)粗糙度取0.3mm。欲用庫存一臺(tái)離心通風(fēng)機(jī)，其性能如下：轉(zhuǎn)速 1450r/min風(fēng)壓 12650Pa風(fēng)量 21800 m3/h試核算此風(fēng)機(jī)是否合用。第四章粉碎、篩分與混合第六章過濾與沉降【例

14、31】 落球粘度計(jì)。使用光滑小球在粘性液體中的自由沉降可以測(cè)定液體的粘度?，F(xiàn)有密度為8010kg/m3、直徑0.16mm的鋼球置于密度為980 kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管內(nèi)徑為20mm。測(cè)得小球的沉降速度為1.70mm/s，試驗(yàn)溫度為20，試計(jì)算此時(shí)液體的粘度。測(cè)量是在距液面高度1/3的中段內(nèi)進(jìn)行的，從而免除小球初期的加速及管底對(duì)沉降的影響。當(dāng)顆粒直徑d與容器直徑D之比d/D0.1，雷諾數(shù)在斯托克斯定律區(qū)內(nèi)時(shí)，器壁對(duì)沉降速度的影響可用下式修正：式中u't為顆粒的實(shí)際沉降速度；ut為斯托克斯定律區(qū)的計(jì)算值。0.1解：=1.73×103m/s按式3-12可得=0.05

15、67Pa·s校核顆粒雷諾數(shù)2Ret上述計(jì)算有效?！纠?-2】 擬采用降塵室回收常壓爐氣中所含的球形固體顆粒。降塵室底面積為10m2，寬和高均為2m。操作條件下，氣體的密度為0.75kg/m3，粘度為2.6×105Pa·s；固體的密度為3000 kg/m3；降塵室的生產(chǎn)能力為3 m3/s。試求：1）理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑；2）粒徑為40m的顆粒的回收百分率；3）如欲完全回收直徑為10m的塵粒，在原降塵室內(nèi)需設(shè)置多少層水平隔板？解：1）理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑 由式3-20可知，在降塵室中能夠完全被分離出來的最小顆粒的沉降速度為m/s由于粒徑為待

16、求參數(shù)，沉降雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret和判斷因子K都無法計(jì)算，故需采用試差法。假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可用斯托克斯公式求最小顆粒直徑，即2核算沉降流型Ret原設(shè)在滯流區(qū)沉降正確，求得的最小粒徑有效。2）40m顆粒的回收百分率 假設(shè)顆粒在爐氣中的分布是均勻的，則在氣體的停留時(shí)間內(nèi)顆粒的沉降高度與降塵室高度之比即為該尺寸顆粒被分離下來的分率。由于各種尺寸顆粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間均相同，故40m顆粒的回收率也可用其沉降速度u't與69.1m顆粒的沉降速度ut之比來確定，在斯托克斯定律區(qū)則為回收率= u't / ut=(d'/dmin)2=(40/69.1)2=0.335即回收率為33.5%。

17、3）需設(shè)置的水平隔板層數(shù) 多層降塵室中需設(shè)置的水平隔板層數(shù)用式3-20a計(jì)算。由上面計(jì)算可知，10m顆粒的沉降必在滯流區(qū)，可用斯托克斯公式計(jì)算沉降速度，即m/s所以 ，取47層隔板間距為m核算氣體在多層降塵室內(nèi)的流型：若忽略隔板厚度所占的空間，則氣體的流速為2000m/s所以 Re即氣體在降塵室的流動(dòng)為滯流，設(shè)計(jì)合理?！纠?-3】 某淀粉廠的氣流干燥器每小時(shí)送出10000m3帶有淀粉的熱空氣，擬采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器收取其中的淀粉，要求壓強(qiáng)降不超過1373Pa。已知?dú)怏w密度為1.0kg/m3，試選擇合適的型號(hào)。解：已規(guī)定采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器，則其型號(hào)可由表3-4中選出。表中所列壓強(qiáng)降是當(dāng)氣體密度

18、為1.2 kg/m3時(shí)的數(shù)值。根據(jù)式3-29，在進(jìn)口氣速相同的條件下，氣體通過旋風(fēng)分離器的壓強(qiáng)降與氣體密度成正比。本題中熱空氣的允許壓強(qiáng)降為1373Pa，則相當(dāng)于氣體密度為1.2 kg/m3時(shí)的壓強(qiáng)降應(yīng)不超過如下數(shù)值，即從表3-4中查得5號(hào)擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器（直徑為525mm）在1570Pa的壓強(qiáng)降下操作時(shí)，生產(chǎn)能力為5000 kg/m3。現(xiàn)要達(dá)到10000 m3/h的生產(chǎn)能力，可采用兩臺(tái)并聯(lián)。當(dāng)然，也可以作出其它的選擇，即選用的型號(hào)與臺(tái)數(shù)不同于上面的方案。所有這些方案在滿足氣體處理量及不超過允許壓強(qiáng)降的條件下，效率高低和費(fèi)用大小都不相同。合適的型號(hào)只能根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)確定?！纠?-4】 擬在

19、9.81×103Pa的恒定壓強(qiáng)差下過濾某懸浮液。已知該懸浮液由直徑為0.1mm的球形顆粒狀物質(zhì)懸浮于水中組成，過濾時(shí)形成不可壓縮濾餅，其空隙率為60%，水的粘度為1.0×10Pa·s，過濾介質(zhì)阻力可以忽略，若每獲得1m3濾液所形成的濾餅體積為0.333m3。試求：1）每平方米過濾面積上獲得1.5m3濾液所需的過濾時(shí)間；2）若將此過濾時(shí)間延長(zhǎng)一倍，可再得濾液多少？解：1）求過濾時(shí)間 已知過濾介質(zhì)阻力可以忽略的恒壓過濾方程為 單位面積獲得的濾液量 q=1.5 m3/ m2過濾常數(shù) 對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0，r'=r=常數(shù)，則已知p=9.81×103P

20、a，=1.0×103Pa·s，v=0.333m3/m2根據(jù)式3-37知，又已知濾餅的空隙率=0.6球形顆粒的比表面m2/m3所以 1/m2則 m2/s所以 s2）過濾時(shí)間加倍時(shí)增加的濾液量s則 m3/m2m3/m2即每平方米過濾面積上將再得0.62m3濾液。例3-5 附表1序號(hào)過濾時(shí)間，s過濾壓強(qiáng)差p，Pa1100 3×10425009×104【例3-5】在0.04m2的過濾面積上，以1×104m3/s的速率對(duì)不可壓縮的濾餅進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)列于本題附表1中。今欲在框內(nèi)尺寸為635mm×635mm×60mm的板框過

21、濾機(jī)內(nèi)處理同一料漿，所用濾布與實(shí)驗(yàn)時(shí)的相同。過濾開始時(shí)，以與實(shí)驗(yàn)相同的濾液流速進(jìn)行恒速過濾，至過濾壓強(qiáng)差達(dá)到6×104Pa時(shí)改為恒壓操作。每獲得1m3濾液所生成的濾餅體積為0.02m3。試求框內(nèi)充滿濾餅所需的時(shí)間。解：欲求濾框充滿濾餅所需的時(shí)間，可用式3-56進(jìn)行計(jì)算。為此，需先求得式中有關(guān)參數(shù)。依式3-55a，對(duì)不可壓縮濾餅進(jìn)行恒速過濾時(shí)的p關(guān)系為p=a+b將測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)分別代入上式：3×104=100a+b 9×104=500a+b解得 a=150 b=1.5×104即 p=150+1.5×104因板框過濾機(jī)所處理的懸浮液特性及所用濾布均

22、與實(shí)驗(yàn)時(shí)相同，且過濾速度也一樣，故板框過濾機(jī)在恒速階段的p關(guān)系也符合上式。恒速終了時(shí)的壓強(qiáng)差pR=6×104Pa，故s由過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出的恒速階段的有關(guān)參數(shù)列于本例附表2中。例3-5 附表2序號(hào)，sp，PaV=1×104，m3m3/m211003×1040.010.2523006×1040.030.75由式3-47a知將上式改寫為應(yīng)用附表2中數(shù)據(jù)便可求得過濾常數(shù)K和qe，即（a）（b）本題中正好p2=2p1，于是，K2=2K1。聯(lián)解式a、b、c得到qe=0.25m3/m2 K2=5×103m2/s上面求得的qe、K2為板框過濾機(jī)中恒速過濾終點(diǎn)，

23、即恒壓過濾的過濾常數(shù)。m3/m2A=2×0.6352=0.8065m2濾餅體積 Vc=0.6352×0.06=0.0242m3單位面積上的濾液體積為m3/m2將K、qe、qR及q的數(shù)值代入3-56a得（1.520.752）+2×0.25（1.50.75）=5×103（300）解得 =712.5 s【例3-6】在25下對(duì)每升水中含25g某種顆粒的懸浮液進(jìn)行了三次過濾實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)見本例附表1。試求：1）各p下的過濾常數(shù)K、qe及e；2）濾餅的壓縮性指數(shù)s。解：1）求過濾常數(shù)（以實(shí)驗(yàn)為例）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理各段時(shí)間間隔的與相應(yīng)的q值，列于本例附表2中。在直角坐

24、標(biāo)紙上以為縱軸、q為橫軸，根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)繪出q的階梯形函數(shù)關(guān)系，再經(jīng)各階梯水平線段中點(diǎn)作直線，見本例附圖1中的直線。由圖上求得此直線的斜率為s/m2又由圖上讀出此直線的截距為 s/m則得到當(dāng) p=0.463×105Pa時(shí)的過濾常數(shù)為m2/sm3/m2s實(shí)驗(yàn)及的q關(guān)系也標(biāo)繪于本題附圖1中。例3-6 附表1實(shí)驗(yàn)序號(hào)過濾壓強(qiáng)差p×105，Pa0.4631.953.39單位面積濾液量q×103，m/3m2過濾時(shí)間，s000011.3517.36.54.322.7041.414.09.434.0572.024.116.245.40108.437.124.556.75152.

25、351.834.668.10201.669.146.1例3-6 附表2實(shí)驗(yàn)序號(hào)q×103m/3m2q×103m/3m2ss×103s/m0011.3511.3517.317.31.52422.7011.3541.424.12.12334.0511.3572.030.62.69645.4011.35108.436.43.20756.7511.35152.343.93.86868.1011.35201.649.34.344各次實(shí)驗(yàn)條件下的過濾常數(shù)計(jì)算過程及結(jié)果列于本題附表3中。例3-6 附表3實(shí)驗(yàn)序號(hào)Pas/m2s/mKm2/sqem3/m2es0.4634.90&#

26、215;10412604.08×1050.025716.21.951.764×1044031.134×1040.02284.583.391.192×1042591.678×1040.02172.812）求濾餅的壓縮性指數(shù)s 將附表3中三次實(shí)驗(yàn)的Kp數(shù)據(jù)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上進(jìn)行標(biāo)繪，得到本題附圖2中的、三個(gè)點(diǎn)。由此三點(diǎn)可得一條直線，在圖上測(cè)得此直線的斜率為1s=0.7，于是可求得濾餅的壓縮性指數(shù)為s=10.7=0.3。【例3-7】對(duì)例3-6中的懸浮液用具有26個(gè)框的BMS20/635-25板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾。在過濾機(jī)入口處濾漿的表壓為3.39×

27、105Pa，所用濾布與實(shí)驗(yàn)時(shí)的相同，漿料溫度仍為25。每次過濾完畢用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿相同而其體積為濾液體積的8%。每次卸渣、清理、裝合等輔助操作時(shí)間為15min。已知固相密度為2930kg/m3，又測(cè)得濕餅密度為1930kg/m3。求此板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力。解：過濾面積A=（0.635）2×2×26=21m2濾框總?cè)莘e=（0.635）2×0.025×26=0.262m3已知1m3濾餅的質(zhì)量為1930kg，設(shè)其中含水xkg，水的密度按1000 kg/m3考慮，則解得 x=518kg故知1m3濾餅中的固相質(zhì)量為 1930518=1412kg

28、生成1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為1412×kg則1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液質(zhì)量為 578921930=55962kg1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液體積為 m3由此可知，濾框全部充滿時(shí)的濾液體積為V=55.96×0.262=14.66m3則過濾終了時(shí)的單位面積濾液量為m3/m2根據(jù)例3-6中過濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出p=3.39×105Pa時(shí)的恒壓過濾方程式為（q+0.0217）2=1.678×104(+2.81)將q=0.6982 m3/m2代入上式，得（0.6981+0.0217）2=1.678×104(+2.81)解得過濾時(shí)間為：=3085s。由式3-58及式3-

29、60可知：對(duì)恒壓過濾方程式3-51a進(jìn)行微分，得2（q+qe）dq=Kd，即 已求得過濾終了時(shí)q=0.6982 m3/m2,代入上式可得過濾終了時(shí)的過濾速率為m3/s已知 VW=0.08V=0.08×14.66=1.173 m3則 s又知 D=15×60=900s則生產(chǎn)能力為m3/h習(xí) 題1計(jì)算直徑為50m及3mm的水滴在30常壓空氣中的自由沉降速度。2試求直徑30m的球形石英粒子在20水中與20空氣中的沉降速度各為多少？已知石英密度s=2600kg/m3。3若石英砂粒在20的水和空氣中以同一速度沉降，并假定沉降處于斯托克斯區(qū)，試問此兩種介質(zhì)中沉降顆粒的直徑比例是多少？已知

30、石英密度s=2600kg/m3。4將含有球形染料微粒的水溶液于20下靜置于量筒中1h，然后用吸液管在液面下5cm處吸取少量試樣。已知染料密度為3000kg/m3，問可能存在于試樣中的最大顆粒為多少m？5氣流中懸浮密度4000kg/m3的球形微粒，需除掉的最小微粒直徑為10m，沉降處于斯托克斯區(qū)。今用一多層隔板降塵室以分離此氣體懸浮物。已知降塵室長(zhǎng)10m，寬5m，共21層，每層高100mm，氣體密度為1.1 kg/m3，粘度為0.0218mPa·s。問1）為保證10m微粒的沉降，可允許最大氣流速度為多少？2）降塵室的最大生產(chǎn)能力（m3/h）為多少？3）若取消室內(nèi)隔板，又保證10m微粒的

31、沉降，其最大生產(chǎn)能力為多少？6試求密度為2000kg/m3的球形粒子在15空氣中自由沉降時(shí)服從斯托克斯定律的最大粒徑及服從牛頓定律的最小粒徑。7使用圖3-9所示標(biāo)準(zhǔn)式旋風(fēng)分離器收集流化床鍛燒器出口的碳酸鉀粉塵，在旋風(fēng)分離器入口處，空氣的溫度為200，流量為3800 m3/h（200）。粉塵密度為2290 kg/m3，旋風(fēng)分離器直徑D為650mm。求此設(shè)備能分離粉塵的臨界直徑dc。8速溶咖啡粉的直徑為60m，密度為1050kg/m3，由500的熱空氣帶入旋風(fēng)分離器中，進(jìn)入時(shí)的切線速度為20m/s。在器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)半徑為0.5m。求其徑向沉降速度。又若在靜止空氣中沉降時(shí)，其沉降速度應(yīng)為多少？9某淀粉廠

32、的氣流干燥器每小時(shí)送出10000m3帶有淀粉顆粒的氣流。氣流溫度為80，此時(shí)熱空氣的密度為1.0 kg/m3，粘度為0.02mPa·s。顆粒密度為1500 kg/m3。采用圖3-9所示標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器，器身直徑D=1000mm。試估算理論上可分離的最小直徑，及設(shè)備的流體阻力。10某板框壓濾機(jī)恒壓過濾1h，共送出濾液11m3，停止過濾后用3m3清水（其粘度與濾液相同）在同樣壓力下進(jìn)行濾餅的橫穿洗滌。設(shè)忽略濾布阻力，求洗滌時(shí)間。11板框過濾機(jī)的過濾面積為0.4m2，在表壓150kPa恒壓下，過濾某種懸浮液。4h后得濾液80m3。過濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)。試求：1）當(dāng)其它情況不變，過濾面積加倍

33、，可得濾液多少？2）當(dāng)其它情況不變，操作時(shí)間縮短為2h，可得濾液多少？3）若過濾4h后，再用5m3性質(zhì)與濾液相近的水洗滌濾餅，問需多少洗滌時(shí)間？4）當(dāng)表壓加倍，濾餅壓縮指數(shù)為0.3時(shí)，4h后可得濾液多少？12以總過濾面積為0.1m2，濾框厚25mm的板框壓濾機(jī)過濾20下的CaCO3懸浮液。懸浮液含CaCO3質(zhì)量分率為13.9%，濾餅中含水的質(zhì)量分率為50%，純CaCO3密度為2710kg/m3。若恒壓下測(cè)得其過濾常數(shù)K=1.57×105m2/s，qe=0.00378m3/m2。試求該板框壓濾機(jī)每次過濾（濾餅充滿濾框）所需的時(shí)間。13有一葉濾機(jī)，自始至終在恒壓下過濾某種懸浮液時(shí)，得出過

34、濾方程式為：q2+20q=250式中 qL/m2；min。在實(shí)際操作中，先用5min作恒速過濾，此時(shí)壓強(qiáng)由零升至上述試驗(yàn)壓強(qiáng)，以后維持此壓強(qiáng)不變進(jìn)行恒壓過濾，全部過濾時(shí)間為20min。試求：1）每一循環(huán)中每平方米過濾面積可得濾液量；2）過濾后用濾液總量1/5的水進(jìn)行濾餅洗滌，問洗滌時(shí)間為多少？第七章傳熱與蒸發(fā)【例4-1】 某平壁厚度b=0.37m，內(nèi)表面溫度t1=1650，外表面溫度t2=300，平壁材料導(dǎo)熱系數(shù)=0.815+0.00076t，W/（m·）。若將導(dǎo)熱系數(shù)分別按常量（取平均導(dǎo)熱系數(shù)）和變量計(jì)算，試求平壁的溫度分布關(guān)系式和導(dǎo)熱熱通量。解：（1）導(dǎo)熱系數(shù)按常量計(jì)算平壁的平均

35、溫度平壁材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)W/（m·）導(dǎo)熱熱通量為：W/m2設(shè)壁厚x處的溫度為t，則由式4-6可得故 上式即為平壁的溫度分布關(guān)系式，表示平壁距離x和等溫表面的溫度呈直線關(guān)系。（2）導(dǎo)熱系數(shù)按變量計(jì)算，由式4-5得或 qdx=（0.815+0.0076t）dt積分 得 （a）W/m2當(dāng)b=x時(shí)，t2=t，代入式（a），可得整理上式得解得 上式即為當(dāng)隨t呈線性變化時(shí)單層平壁的溫度分布關(guān)系式，此時(shí)溫度分布為曲線。計(jì)算結(jié)果表明，將導(dǎo)熱系數(shù)按常量或變量計(jì)算時(shí)，所得的導(dǎo)熱通量是相同的，而溫度分布則不同，前者為直線，后者為曲線。【例4-2】 某平壁燃燒爐是由一層耐火磚與一層普通磚砌成，兩層的厚度均

36、為100mm，其導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.9W/（m·）及0.7W/（m·）。待操作穩(wěn)定后，測(cè)得爐膛的內(nèi)表面溫度為700，外表面溫度為130。為了減少燃燒爐的熱損失，在普通磚外表面增加一層厚度為40mm、導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/（m·）的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測(cè)得爐內(nèi)表面溫度為740，外表面溫度為90。設(shè)兩層磚的導(dǎo)熱系數(shù)不變，試計(jì)算加保溫層后爐壁的熱損失比原來的減少百分之幾？解：加保溫層前單位面積爐壁的熱損失為此時(shí)為雙層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程為：W/m2加保溫層后單位面積爐壁的熱損失為此時(shí)為三層平壁的熱傳導(dǎo)，其導(dǎo)熱速率方程為：故加保溫層后熱損失比原來減少的百分?jǐn)?shù)為：

37、【例4-3】 在外徑為140mm的蒸氣管道外包扎保溫材料，以減少熱損失。蒸氣管外壁溫度為390，保溫層外表面溫度不大于40。保溫材料的與t的關(guān)系為=0.1+0.0002t（t的單位為，的單位為W/（m·）。若要求每米管長(zhǎng)的熱損失Q/L不大于450W/m，試求保溫層的厚度以及保溫層中溫度分布。解：此題為圓筒壁熱傳導(dǎo)問題，已知：r2=0.07m t2=390 t3=40先求保溫層在平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，即W/（m·）（1）保溫層溫度 將式（4-15）改寫為得 r3=0.141m故保溫層厚度為b=r3r2=0.1410.07=0.071m=71mm（2）保溫層中溫度分布 設(shè)保溫層

38、半徑r處的溫度為t，代入式（4-15）可得解上式并整理得t=501lnr942計(jì)算結(jié)果表明，即使導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)，圓筒壁內(nèi)的溫度分布也不是直線而是曲線?！纠?-4】 有一列管式換熱器，由38根25mm×2.5mm的無縫鋼管組成。苯在管內(nèi)流動(dòng)，由20被加熱至80，苯的流量為8.32kg/s。外殼中通入水蒸氣進(jìn)行加熱。試求管壁對(duì)苯的傳熱系數(shù)。當(dāng)苯的流量提高一倍，傳熱系數(shù)有何變化。解：苯在平均溫度下的物性可由附錄查得：密度=860kg/m3；比熱容cp=1.80kJ/（kg·）；粘度=0.45mPa·s；導(dǎo)熱系數(shù)=0.14W/（m·）。加熱管內(nèi)苯的流速為m/s以

39、上計(jì)算表明本題的流動(dòng)情況符合式4-32的實(shí)驗(yàn)條件，故W/（m2·）若忽略定性溫度的變化，當(dāng)苯的流量增加一倍時(shí)，給熱系數(shù)為W/（m2·）【例4-5】 在預(yù)熱器內(nèi)將壓強(qiáng)為101.3kPa的空氣從10加熱到50。預(yù)熱器由一束長(zhǎng)度為1.5m，直徑為86×1.5mm的錯(cuò)列直立鋼管所組成?？諝庠诠芡獯怪绷鬟^，沿流動(dòng)方向共有15行，每行有管子20列，行間與列間管子的中心距為110mm。空氣通過管間最狹處的流速為8m/s。管內(nèi)有飽和蒸氣冷凝。試求管壁對(duì)空氣的平均對(duì)流傳熱系數(shù)。解：空氣的定性溫度=（10+50）=30查得空氣在30時(shí)的物性如下：=1.86×10-5Pa&#

40、183;s =1.165kg/m3=2.67×10-2W/（m·） cp=1kJ/（kg·）所以 空氣流過10排錯(cuò)列管束的平均對(duì)流傳熱系數(shù)為：=55W/（m2·）空氣流過15排管束時(shí)，由表（4-3）查得系數(shù)為1.02，則=1.02=1.02×55=56W/（m2·）【例4-6】 熱空氣在冷卻管管外流過，2=90W/（m2·），冷卻水在管內(nèi)流過， 1=1000W/（m2·）。冷卻管外徑do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的=40W/（m·）。試求：總傳熱系數(shù)Ko；管外對(duì)流傳熱系數(shù)2增加一倍，總傳熱系數(shù)有

41、何變化？管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)1增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？解：由式4-70可知W/（m2·）可見管壁熱阻很小，通?？梢院雎圆挥?jì)。傳熱系數(shù)增加了82.4%。傳熱系數(shù)只增加了6%，說明要提高K值，應(yīng)提高較小的2值。及 （4-91a）【例4-7】 有一碳鋼制造的套管換熱器，內(nèi)管直徑為89mm×3.5mm，流量為2000kg/h的苯在內(nèi)管中從80冷卻到50。冷卻水在環(huán)隙從15升到35。苯的對(duì)流傳熱系數(shù)h=230W/（m2·K），水的對(duì)流傳熱系數(shù)c=290W/（m2·K）。忽略污垢熱阻。試求：冷卻水消耗量；并流和逆流操作時(shí)所需傳熱面積；如果逆流操作時(shí)所采用的傳熱面積

42、與并流時(shí)的相同，計(jì)算冷卻水出口溫度與消耗量，假設(shè)總傳熱系數(shù)隨溫度的變化忽略不計(jì)。解 苯的平均溫度，比熱容cph=1.86×103J/（kg·K）苯的流量Wh=2000kg/h，水的平均溫度，比熱容cpc=4.178×103J/（kg·K）。熱量衡算式為（忽略熱損失）熱負(fù)荷 W冷卻水消耗量 kg/h以內(nèi)表面積Si為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)為Ki，碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)=45W/（m·K）=4.35×103+7.46×105+3.18×103=7.54×103m2·K/WKi=133W/（m2·K），本題

43、管壁熱阻與其它傳熱阻力相比很小，可忽略不計(jì)。并流操作 80 50 傳熱面積 m2逆流操作 80 50 傳熱面積 m2因。 逆流操作 Si=6.81m2，設(shè)冷卻水出口溫度為t'2，則80 50 ，33.4，t'2=8033.4=46.6水的平均溫度t'=（15+46.6）/2=30.8，c'pc=4.174×103J（kg·）冷卻水消耗量kg/h逆流操作比并流操作可節(jié)省冷卻水：若使逆流與并流操作時(shí)的傳熱面積相同，則逆流時(shí)冷卻水出口溫度由原來的35變?yōu)?6.6，在熱負(fù)荷相同條件下，冷卻水消耗量減少了36.6%?！纠?-8】 有一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)中的單程逆流

44、列管式換熱器，熱空氣在管程由120降至80，其對(duì)流傳熱系數(shù)1=50W/（m2·K）。殼程的冷卻水從15升至90，其對(duì)流傳熱系數(shù)2=2000W/（m2·K），管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計(jì)。當(dāng)冷卻水量增加一倍時(shí)，試求水和空氣的出口溫度t'2和T'2，忽略流體物性參數(shù)隨溫度的變化；傳熱速率Q'比原來增加了多少？解：水量增加前 T1=120，T2=80，t1=15，t2=90，1=50W/（m2·K），2=2000W/（m2·K），（a）水量增加后 （b）或 （c）（d）式（c）代入式（d），得 （e）由式（c）與（e）得 t'2=

45、61.9 T '2=69.9即傳熱速率增加了25%?！纠?-9】 在一傳熱面積為15.8m2的逆流套管換熱器中，用油加熱冷水。油的流量為2.85kg/s，進(jìn)口溫度為110；水的流量為0.667kg/s，進(jìn)口溫度為35。油和水的平均比熱容分別為1.9kJ/(kg·)及4.18 kJ/(kg·)。換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/（m2·）試求水的出口溫度及傳熱量。解：本題用NTU法計(jì)算。Whcph=2.85×1900=5415W/Wccpc=0.667×4180=2788W/故水（冷流體）為最小熱容量流體。查圖4-27得=0.73。因冷流體為

46、最小熱容量流率流體，故由傳熱效率定義式得解得水的出口溫度為 t2=0.73(11035)+35=89.8換熱器的傳熱量為kW習(xí) 題1紅磚平壁墻，厚度為500mm，一側(cè)溫度為200，另一側(cè)為30。設(shè)紅磚的平均導(dǎo)熱系數(shù)取0.57W/（m·），試求：（1）單位時(shí)間、單位面積導(dǎo)過的熱量；（2）距離高溫側(cè)350mm處的溫度。2用平板法測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)。平板狀材料的一側(cè)用電熱器加熱，另一側(cè)用冷卻水通過夾層將熱量移走。所加熱量由加至電熱器的電壓和電流算出，平板兩側(cè)的表面溫度用熱電偶測(cè)得（見附表）。已知材料的導(dǎo)熱面積為0.02m2，其厚度為0.01m，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下，試求：（1）材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)

47、；（2）設(shè)該材料的導(dǎo)熱系數(shù)為，試求和a'。電熱器材料表面溫度/電壓/V電流/A高溫側(cè)低溫側(cè)1402.83001001142.28200503.某燃燒爐的平壁由下列三種磚依次徹成；耐火磚：導(dǎo)熱系數(shù)=1.05 W/（m·）；厚度b1=0.23m；絕熱磚：導(dǎo)熱系數(shù)=0.151 W/（m·）每塊厚度b2=0.23m；普通磚：導(dǎo)熱系數(shù)=0.93 W/（m·）每塊厚度b3=0.24m；若已知耐火磚內(nèi)側(cè)溫度為1000，耐火磚與絕熱磚接觸處溫度為940，而絕熱磚與普通磚接觸處的溫度不得超過138，試問：（1）絕熱層需幾塊絕熱磚？（2）此時(shí)普通磚外側(cè)溫度為多少？460

48、15;3鋁合金管（導(dǎo)熱系數(shù)按鋼管選?。?，外包一層厚30mm石棉后，又包一層30mm軟木。石棉和軟木的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.16W/（m·）和0.04W/（m·）。又已知管內(nèi)壁溫度為110，軟木外側(cè)溫度為10，求每米管長(zhǎng)所損失的冷量。若將兩保溫材料互換，互換后假設(shè)石棉外側(cè)的溫度仍為10不變，則此時(shí)每米管長(zhǎng)上損失的冷量為多少？5空心球內(nèi)半徑為r1、溫度為ti，外半徑為r0、溫度為t0，且tit0，球壁的導(dǎo)熱系數(shù)為。試推導(dǎo)空心球壁的導(dǎo)熱關(guān)系式。6在長(zhǎng)為3m，內(nèi)徑為53mm的管內(nèi)加熱苯溶液。苯的質(zhì)量流速為172kg/（s·m2）。苯在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下：Pa·

49、S；w/m·K；kJ/（kg·）。試求苯對(duì)管壁的對(duì)流傳熱系數(shù)。7有一套管換熱器，內(nèi)管為25×1mm，外管為38×1.5mm。冷水在環(huán)隙內(nèi)流過，用以冷卻內(nèi)管中的高溫氣體，水的流速為0.3m/s，水的入口溫度為20，出口溫度為40。試求環(huán)隙內(nèi)水的對(duì)流傳熱系數(shù)。8某無相變的流體，通過內(nèi)徑為50mm的圓形直管時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)為120W/（m2·），流體的Re=2×104。假如改用周長(zhǎng)與圓管相等，高與寬之比等于12的矩形管，而流體的流速增加0.5倍，試問對(duì)流傳熱系數(shù)有何變化？9某廠用冷水冷卻柴油。冷卻器為14×8鋼管組成的排管，水平浸

50、于一很大的冷水槽中，冷水由槽下部進(jìn)入，上部溢出，通過槽的流速很小。設(shè)冷水的平均溫度為42.5，鋼管外壁溫度為56，試求冷水的對(duì)流傳熱系數(shù)。10室內(nèi)有二根表面溫度相同的蒸氣管，由于自然對(duì)流兩管都向周圍空氣散失熱量。已知大管的直徑為小管直徑的10倍，小管的（Gr·Pr）=108。試問兩水平管單位時(shí)間、單位面積的熱損失的比值為多少？11飽和溫度為100的水蒸氣在長(zhǎng)3m、外徑為0.03m的單根黃銅管表面上冷凝。銅管堅(jiān)直放置，管外壁的溫度維持96，試求每小時(shí)冷凝的蒸氣量。又若將管子水平放，冷凝的蒸氣量又為多少？12求直徑d=70mm、長(zhǎng)L=3m的鋼管（其表面溫度t1=227）的輻射熱損失。假定

51、此管被置于：（a）很大的紅磚里，磚壁溫度t2=27；（b）截面為0.3×0.3m2的磚槽里，t2=27，兩端面的輻射損失可以忽略不計(jì)。13用175的油將300kg/h的水由25加熱至90，已知油的比熱容為2.61kJ/（kg·），其流量為360kg/h，今有以下兩個(gè)換熱器，傳熱面積為0.8m2。換熱器1：K1=625 W/（m2·），單殼程雙管程。換熱器2：K2=500 W/（m2·），單殼程單管程。為滿足所需的傳熱量應(yīng)選用那一個(gè)換熱器。14在一套管換熱器中，用冷卻水將1.25kg/s的苯由350K冷卻至300K，冷卻水在25×2.5的管內(nèi)中流

52、動(dòng)，其進(jìn)出口溫度分別為290K和320K。已知水和苯的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為0.85 kW/（m2·）和1.7 kW/（m2·），又兩側(cè)污垢熱阻忽略不計(jì)，試求所需的管長(zhǎng)和冷卻水消耗量。15在一列管換熱器中，用初溫為30的原油將重油由180冷卻到120，已知重油和原油的流量分別為1×104（kg/h）和1.4×104（kg/h）。比熱容分別為0.52（kcal/kg·）和0.46（kcal/kg·），傳熱系數(shù)K=100（kcal/m2·h·）試分別計(jì)算并流和逆流時(shí)換熱器所需的傳熱面積。16在并流換熱器中，用水冷卻油。水的

53、進(jìn)出口溫度分別為15和40，油的進(jìn)出口溫度分別為150和100?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80，設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長(zhǎng)為1m，試求將此換熱器的管長(zhǎng)增至多少米才能滿足要求？設(shè)換熱器的熱損失可忽略。17一傳熱面積為15m2的列管換熱器，殼程用110飽和水蒸汽將管程某溶液由20加熱至80，溶液的處理量為2.5×104kg/h，比熱容為4kJ/（kg·），試求此操作條件下的總傳熱系數(shù)。又該換熱器使用一年后，由于污垢熱阻增加，溶液出口溫度降至72，若要出口溫度仍為80，加熱蒸汽溫度至少要多高？18用20.26kPa（表壓）的飽和水蒸汽將20的水預(yù)

54、熱至80，水在列管換熱器管程以0.6m/s的流速流過，管子的尺寸為25×2.5。水蒸氣冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)為104W/（m2·），水側(cè)污垢熱阻為6×104（m2·）/W，蒸汽側(cè)污垢熱阻和管壁熱阻可忽略不計(jì)，試求：（1）此換熱器的總傳熱系數(shù)；（2）設(shè)備操作一年后，由于水垢積累，換熱能力下降，出口溫度只能升至70，試求此時(shí)的總傳熱系數(shù)及水側(cè)的污垢熱阻。19今欲于下列換熱器中，將某種溶液從20加熱到50。加熱劑進(jìn)口溫度為100，出口溫度為60。試求各種情況下的平均溫度差。（1）單殼程，雙管程（2）雙殼程，四管程20有一單殼程雙管程列管換熱器，管外用120飽和蒸氣

55、加熱，干空氣以12m/s的流速在管內(nèi)流過，管徑為38×2.5mm，總管數(shù)為200根，已知總傳熱系數(shù)為150 W/（m2·），空氣進(jìn)口溫度為26，要求空氣出口溫度為86，試求：（1）該換熱器的管長(zhǎng)應(yīng)多少？（2）若氣體處理量、進(jìn)口溫度、管長(zhǎng)均保持不變，而將管徑增大為54×2mm，總管數(shù)減少20%，此時(shí)的出口溫度為多少？（不計(jì)出口溫度變化對(duì)物性的影響，忽略熱損失）。第八章蒸餾【例5-1】 苯（A）與甲苯（B）的飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系數(shù)據(jù)如本題附表1所示。試?yán)美瓰鯛柖珊拖鄬?duì)揮發(fā)度，分別計(jì)算苯甲苯混合液在總壓P為101.33kPa下的氣液平衡數(shù)據(jù)，并作出溫度組成圖。該溶

56、液可視為理想溶液。例5-1附表1溫度，8018590951001051106PA°，kPa10133116913551557179220422400PB°，kPa40046054063374386010133解：（1）利用拉烏爾定律計(jì)算氣液平衡數(shù)據(jù)，在某一溫度下由本題附表1可查得該溫度下純組分苯與甲苯的飽和蒸氣壓與，由于總壓P為定值，即P=101.33kPa，則應(yīng)用式5-4求液相組成x，再應(yīng)用式5-5a求平衡的氣相組成y，即可得到一組標(biāo)繪平衡溫度組成（t-x-y）圖的數(shù)據(jù)。以t=95為例，計(jì)算過程如下：和 其它溫度下的計(jì)算結(jié)果列于本題附表2中。例5-1附表2t，8018590951001051106x1000078005810412025801300y1000090007770633045602620根據(jù)以上數(shù)據(jù)，即可標(biāo)繪得到如圖5-1所示的t-x-y圖。（2）利用相對(duì)揮發(fā)度計(jì)算氣液平衡數(shù)據(jù) 因苯甲苯混合液為理想溶液，故其相對(duì)揮發(fā)度可用式5-12計(jì)算，即以95為例，則其