化工原理復習歸納總結(jié)重點

1、化工原理緒論P7 1,2 SI 單位；1. 從基本單位換算入手,將以下物理量的單位換算為（1）水的黏度 g/cm s .h. （2）密度 kgf 2 . s /m 4 （3）某物質(zhì)的比熱容CP BTU/lb （4）傳質(zhì)系數(shù)KG kmol/m 2. h. atm （5）表面張力=74 dyn/cm （6）導熱系數(shù)=1 kcal/m 解：此題為物理量的單位換算；就（1）水的黏度基本物理量的換算關(guān)系為1 kg=1000 g ,1 m=100 cm o 1 F 5oCg1kg 100cm 10 4kg m s 4 10 Pa s cm s 1000g 1m （2）密度基本物理量的換算關(guān)系為 N ,1

2、N=1 kg . 2 m/s kgf 42 s 1kgf 2 1kg m s 3 1350 kg m 就m1N （3）從附錄二查出有關(guān)基本物理量的換算關(guān)系為 kJ , kg 9c p BTU 1BTU 1lb 1 F kJ kg C就lb F 5 9 C 就（4）傳質(zhì)系數(shù)基本物理量的換算關(guān)系為1 h=3600 s , kPa K G m2kmol 1h 1atm 10 52 kmol m s kPa h atm 3600s （5）表面張力基本物理量的換算關(guān)系為1 dyn=1 10 5 N 1 m=100 cm 74 dyn 1 10 5N 100cm 10 2N m 就cm 1dyn 1m （

3、6）導熱系數(shù)基本物理量的換算關(guān)系為1 3 10 J,1 h=3600 s 1mkcall C3 10 J 1h 1. 163J m s C W mC就2h1kcal 3600s 2亂堆25cm 拉西環(huán)的填料塔用于精餾操作時,等板高度可用下面體會公式運算,即4 B C 1 3 L H E 3.9 A 10 G 12.01D 0 L式中HE等板高度,ft ；G氣相質(zhì)量速度,lb/ft 2 . h ；D塔徑,ft ；Z0每段（即兩層液體分布板之間）填料層高度,ft ；相對揮發(fā)度,量綱為一；L液相黏度,cP；L液相密度,lb/ft 3A,B,C 為常數(shù),對25 mm 的拉西環(huán),其數(shù)值分別 0.57 ,

4、-0.1 及；試將上面體會公式中各物理量的單位均換算為 為SI 單位；1第 1 頁,共 17 頁解：上面體會公式是混合單位制度,液體黏度為物理單位制,而其余諸物理量均為英制；體會公式單位換算的基本要點是：找出式中每個物理量新舊單位之間的換算關(guān)系,導出物理量“數(shù)字”的 表達式,然后代入體會公式并整理,以便使式中各符號都變?yōu)樗谕膯挝?；具體換算過程如下：（1）從附錄查出或運算出體會公式有關(guān)物理量新舊單位之間的關(guān)系為同理1ft 2 0 .3049 m 1lb ft h10 3kg m2s （見1）HE 為例： 量綱為一,不必換算1cp 110 3 Pa s 1lb =1 lb1kg 1m 3 kg

5、/m 23 ft 3 ft 2 將原符號加上“”以代表新單位的符號,導出原符號的“數(shù)字”表達式；下面以H E ft H E m 就H E HE mH E mmE ft ft G G 10 3G D3.2803D Z 00LL1 10 3LLL3 將以上關(guān)系式代原體會公式,得E 10 40 1 3 1000 LL整理上式并略去符號的上標,便得到換算后的體會公式,即H E 10 4A - 1 3 Z 0 LL第一章流體流淌P72-75 作業(yè)3,4,12,20 練習1,2 【練習】1某氣柜的容積為3 6 000 m ,如氣柜內(nèi)的表壓力為5.5 kPa ,溫度為40 ；已知各組分氣,試運算氣柜滿載時體

6、的體積分數(shù)為：H240%,N220%,CO 32%,CO27%,CH41%,大氣壓力為 kPa 各組分的質(zhì)量；解：氣柜滿載時各氣體的總摩爾數(shù)nt pV 28kg 8.314 313 6000 mol RT 各組分的質(zhì)量：mH2 40%n t MH2 40% 2kg 197kg mN 2 20%n t MN2 20% mCO 32% nt M CO 32% 28kg mCO 2 7%n t MCO 2 7% 44kg mCH 41%n t MCH 41% 16kg 2第 2 頁,共 17 頁2如將密度為3 830 kg/ m 的油與密度為3 710 kg/ m 的油各60 kg 混在一起,試求混

7、合油的密度；設混合油為理想溶液；解：mt m1 m2 60 60 kg 120kg 120 kg m33 764.33 kg m Vt V1 V2 m1 m2 60 60 m33mmt 128301 710 Vt 【作業(yè)】流體靜力學3已知甲地區(qū)的平均大氣壓力為85.3 kPa ,乙地區(qū)的平均大氣壓力為101.33 kPa ,在甲地區(qū)的某真空設備上裝有一個真空表,其讀數(shù)為 的確定壓力與甲地區(qū)操作時相同？20 kPa ；如改在乙地區(qū)操作,真空表的讀數(shù)為多少才能保護該設備的解：（1）設備內(nèi)確定壓力3 絕壓=大氣壓- 真空度= 85.3 1020 10 3 Pa 9.5 m ,油面上方與大 14 mm

8、 的鋼制螺釘緊（2）真空表讀數(shù)真空度=大氣壓- 絕壓= 101.33 10365.3 10 3 Pa 4 某儲油罐中盛有密度為3 960 kg/m 的重油（如附圖所示）,油面最高時離罐底氣相通；在罐側(cè)壁的下部有始終徑為 760 mm 的孔,其中心距罐 1000 mm,孔蓋用如螺釘材料的工作壓力為 39.5 10 Pa ,問至少需要幾個螺釘（大氣壓力為 6 底固；3 10 Pa）？解：由流體靜力學方程,距罐底1000 mm 處的流體壓力 為pp3 gh 101.3 10 960 9.81 1.0 Pa 3 10 Pa（絕壓）作用在孔蓋上的總力為F ppaA（1.81310101.3 10） N4

9、 10 N 53 mm 4每個螺釘所受力為F 39.5 10 2 N 6.093 10 3 N 4因此nF F 4 106.093 10 3 N 5.95（6個）1220 的水以2.5 m/s 的平均流速流經(jīng)38 mm2.5 mm 的水平管,此管以錐形管與另一3 mm 的水平管相連；如此題附圖所示,在錐形管兩側(cè)A,B 處各插入一垂直玻璃管以觀看兩截面的壓力；如水流經(jīng)A,B 兩截面間的能量缺失為1.5 J/kg ,求兩玻璃管的水面差（以mm 計）,并在此題附圖中畫出 兩h f 玻璃管中水面的相對位置；解：在A,B 兩截面之間列機械能衡算方程gz 12 u b1 p1gz 12 u b2 p222

10、式中z1=z2=0,u b1 s ub2 ub1 A1 ub1 2 d 1 22m s m s hf A2 2 d 2 2p1 p2 ub2 ub2 2ub1 hf 221.5 J kg kg 2故p1 gp2 3第 3 頁,共 17 頁流體輸送管路的運算20 如此題附圖所示,貯槽內(nèi)水位保護不變；槽的底部與內(nèi)徑為100 mm 習題20 附圖的鋼質(zhì)放水管相連,管路上裝有一個閘閥,距管路入口端 15 m 處安有以水銀為指示液的U 管壓差計,其一臂與管道相連,另一臂通大氣；壓差計連接管內(nèi)布滿了水,測壓點與管路出口端之間的直管長度為20 m；（1）當閘閥關(guān)閉時,測得R=600 mm,h=1500 mm

11、；當閘閥部分開啟時,測得R=400 mm,h=1400 mm；摩擦系數(shù)可取為,管路入口處的局部阻力系數(shù)取為0.5 ；問每小時從管中流出多少水3（m）？（2）當閘閥全開時,U 管壓差計測壓處的壓力為多少Pa（表壓）；（閘閥全開時Le/d 15,摩擦系數(shù)仍可取；）解：（1）閘閥部分開啟時水的流量,在貯槽水面 1-1 與測壓點處截面 2-2 間列機械能衡算方程,并通過截面2-2 的中心作基準水平面,得gz1 ub1 p1 gz2 ub2 p2 hf ,12（a）式中 p1 =0 表 2 2p2 Hg gR H2 O gR 13600 1000 Pa 39630Pa（表）ub2 =0,z2=0 z1

12、可通過閘閥全關(guān)時的數(shù)據(jù)求??；當閘閥全關(guān)時,水靜止不動,依據(jù)流體靜力學基本方程知H2Ogz1 h Hg gR （b）式中 h=1.5m, R將已知數(shù)據(jù)代入式（b）得 z 1 13600 m 6. 66m 1000 2 2hf,1-2 Lc ub b2 15 0.5 ub b2d 2 2將以上各值代入式（a）,即 6.66= u b2+ 39630 ub 2解得 ub 3.13 m s 2 1000 水的流量為 Vs 3600 4 d ub 23600 2m 3 h m 3h,（2）閘閥全開時測壓點處的壓力在截面 1-1 與管路出口內(nèi)側(cè)截面 3-3 間列機械能衡算方程,并通過管中心線作基準平面,得

13、 gz ub1 p1 gz ub3 p3 h f ,13（c）2 2式中 z1,z3=0,ub1=0,p1=p3 hf,1 3 L Lec ub 2= 0.025 3515 ub 2b 2d 2 2將以上數(shù)據(jù)代入式（c）,即 6.66= ub2ub 2解得 ub s 2,再在截面 1-1 與 2-2 間列機械能衡算方程,基平面同前,得gz ub1 p1 gz ub2 p2 hf,12（d）式中 z1,z2=0,ub1 0,ub2,p1=0（表壓力）2 22hf,1 2 J kg 26.2 J kg 2將以上數(shù)值代入上式,就 2p 2 解得 p 10 Pa（表壓）42 1000 4第 4 頁,共

14、 17 頁其次章流體輸送機械P123-124 作業(yè)2,4,7,10 新書）2,4,8,11 （舊）練習1,3,5,9 （新）1,3,6,10 （舊）【練習】1用離心油泵將甲地油罐的油品送到乙地油罐；管路情形如此題附圖所示；啟動泵之前 A,C 3兩壓力表的讀數(shù)相等；啟動離心泵并將出口閥調(diào)至某開度時,輸油量為 39 m/h ,此時泵的壓頭為 38 m；已3知輸油管內(nèi)徑為 100 mm,摩擦系數(shù)為；油品密度為 810 kg/m ；試求（1）管路特性方程；（2）輸油管線的總長度（包括全部局部阻力當量長度）；習題1 附圖解：（1）管路特性方程甲,乙兩地油罐液面分別取作 1-1 與2-2 截面,以水平管軸

15、線為基準面,在兩截面之間列柏努利方程,得到HeK 2 Bq eHe2 Bq 由于啟動離心泵之前pA=pC, 于是K Z p =0 就 g又HeH38mB 2 2 5 38 /39 h /m =2.5 10 2 2 5 h /m 就He2 2 10 q e3（q 的單位為m/h ）（2）輸油管線總長度Hl 2 l e u u39 4m/s=1.38 m/s d 2 g 3600 于是ll e 2gdH 2238 m=1960 m u23對于習題2 的試驗裝置,如分別轉(zhuǎn)變?nèi)缦聟?shù),試求新操作條件下泵的流量,壓頭和軸功率（假如泵的效率保持不變）；P 3（1）改送密度為1220 kg/m 的果汁（其他

16、性質(zhì)與水相近）；（2）泵的轉(zhuǎn)速降至2610 r/min ；3 解：由習題2 求得：q=57.61 m /h H m P kW （1）改送果汁改送果汁后,q,H 不變,P 隨 加大而增加,即P P 1220 1000 2 降低泵的轉(zhuǎn)速依據(jù)比例定律,降低轉(zhuǎn)速后有關(guān)參數(shù)為q2610 3 m h m 3h H2610 2m2900 2900 2610 3kW 2900 5第 5 頁,共 17 頁6用離心泵將真空精餾塔的釜殘液送至常壓貯罐；塔底液面上的確定壓力為 kPa 即輸送溫度下溶液的飽和蒸汽壓 ；已知：吸入管路壓頭缺失為 1.46 m ,泵的必需氣蝕余量為 2.3 m ,該泵安裝在塔內(nèi)液面下3.0

17、 m 處；試核算該泵能否正常操作；解：泵的答應安裝高度為 H g pa pv NPSH H f,0 1 式中 pa pv 0g g就 Hg 0.5 1.46 m 泵的答應安裝位置應在塔內(nèi)液面下 處,實際安裝高度為 ,故泵在操作時可能發(fā)憤慨蝕現(xiàn)象；為安全運行,離心泵應再下移 1.5 m ；3 310接受一臺三效單動往復泵,將敞口貯槽中密度為 1200 kg/m 的粘稠液體送至表壓為 1.62 10 kPa 的高位槽中,兩容器中液面保護恒差 8 m,管路系統(tǒng)總壓頭缺失為 4 m；已知泵的活塞直徑為 70 mm,沖程-1 為225 mm,往復次數(shù)為 200 min ,泵的容積效率和總效率分別為 0.

18、96 和；試求泵的流量,壓頭和軸功率；解：（1）往復泵的實際流量q3v ASnr3 423 200 m m 3 /min 2 泵的揚程H H e8 6 10 4 m 1200 3 泵的軸功率P Hqs 102 60 102 1200 kW 【作業(yè)】2用離心泵（轉(zhuǎn)速為 2900 r/min ）進行性能參數(shù)測定試驗；在某流量下泵入口真空表和出口壓力表的讀數(shù)分別為60 kPa 和220 kPa ,兩測壓口之間垂直距離為 0.5 m ,泵的軸功率為 6.7 kW ；泵吸入管和排出管內(nèi)徑均為80 mm,吸入管中流淌阻力可表達為 hf,0 1 1 2（u1 為吸入管內(nèi)水的流速,m/s ）；離心泵的安裝高度

19、為2.5 m ,試驗是在20 , kPa 的條件下進行；試運算泵的流量,壓頭和效率；解：（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之間列柏努利方程式（池中水面為基準面）,得到0gZ p1 2 u1 hf , 0 1 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式并整理,得123 60 10 9. 81 21000 u1 m/s 就q 23600 3 m m 3 /h 42 泵的揚程HH1H2h 03 60 220 10 m 1000 3 泵的效率Hqs g1000 100% =68% 1000 P 3600 1000 在指定轉(zhuǎn)速下,泵的性能參數(shù)為：3 q=57.61 m /h H m P kW =68% 6第 6 頁

20、,共 17 頁4用離心泵（轉(zhuǎn)速為 路的壓頭缺失和動壓頭分別為3 2900 r/min ）將20 的清水以60 m /h 的流量送至敞口容器；此流量下吸入管2.4 m 和0.61 m ；規(guī)定泵入口的真空度不能大于64 kPa ；泵的必需氣蝕余量為3.5 m ；試求（1）泵的安裝高度（當?shù)卮髿鈮簽?否合適；100 kPa ）；（2）如改送55的清水,泵的安裝高度是pa 解：1 泵的安裝高度在水池液面和泵入口截面之間列柏努利方程式（水池液面為基準面） kPa ,得gp1 H g 2 u1 H f,0 1 即64103H g 610. 42. H g 10819. 2g （2）輸送55 清水的答應安裝

21、高度55 清水的密度為 kg/m 3,飽和蒸汽壓為就H g pa gpv NPSH H f,0 1 = 3 100 15. 733 10 0. 5 原安裝高度（3.51 m ）需下降1.5 m 才能不發(fā)憤慨蝕現(xiàn)象；8用離心泵將水庫中的清水送至澆灌渠,兩液面保護恒差8.8 m ,管內(nèi)流淌在阻力平方區(qū),管路特性方程為H e 5 2 5.2 10 qe （3 qe 的單位為m /s ）單臺泵的特性方程為H28 5 210 q （的單位為 q3 m/s ）試求泵的流量,壓頭和有效功率；解：聯(lián)立管路和泵的特性方程便可求泵的工作點對應的q,H,進而運算Pe；管路特性方程 H e 5.2 10 5 qe 泵

22、的特性方程 2 H 28 10 q 5 23 3 聯(lián)立兩方程,得到 q=4.52 10 m/s H m 就 Pe Hqs g 4.52 10 31000 W=861 W 11用離心通風機將 50 , kPa 的空氣通過內(nèi)徑為 600 mm,總長105 m（包括全部局部阻力當4 4 3量長度）的水平管道送至某表壓為 1 10 Pa 的設備中；空氣的輸送量為 1.5 10 m/h ；摩擦系數(shù)可取為-1 4 3 4；現(xiàn)庫房中有一臺離心通風機,其性能為：轉(zhuǎn)速1450 min ,風量1.6 10 m/h ,風壓為 1.2 10 Pa；試核算該風機是否合用；解：將操作條件的風壓和風量來換算庫存風機是否合用

23、；4H T p2 p1 u 2 hf pm 101300 1 10 Pa=106300Pa 全風壓 2 確定壓力 2密度 m 106300 101330 293 323 kg/m 3 kg/m 3u Vs pv d p 2m 3600 15000 101300 2106300 m/s 4 42就 H T 1 10 4 105 1 Pa=10483 Pa 2H T 10483 Pa=10967 Pa 4 3 4 4 3 庫存風機的風量 q 10 m/h ,風壓HT 10Pa 均大于管路要求（qe10 m/h ,HT=10967 Pa）,7第 7 頁,共 17 頁故風機合用；第三章【非均相混合物分

24、別和固體流態(tài)化】3 作業(yè)：密度為2650kg/m 的球形石英顆粒在粒直徑和聽從牛頓公式的最小顆粒直徑20的空氣中作自由沉降,試運算聽從斯托克斯公式的最大顆解：20的空氣 =1.205kg/m 310 Pa s -5 . 已知 s=2650kg/m Re= 3 du 21 當10 Re 1 時,聽從斯托克斯公式-4 Ut = d s g 18 2聯(lián)立兩式可得：d=3 18 Re 當Re=1 時,顆粒直徑最大；解得：dmas =g s （2）當 10 Re 2 10 時,聽從牛頓公式：3 5 U= d s g 同理可得：d=3 2 Re 2 2當Re=10 時,顆粒直徑最小；3解得：dmin g

25、s 摸索題：理想流化床和實際流化床的差別主要是什么 .第四章【傳熱】P271-272 作業(yè) 4,5,7,9,11 練習3,8 摸索題9 【練習】3外徑為159 mm 的鋼管,其外依次包 A,B 兩層保溫材料,A 層保溫材料的厚度為 50 mm,導熱系數(shù)為扎 100 mm,導熱系數(shù)為 1.0 W /m ,設A 的內(nèi)層溫度和 B 的外0.1 W /m ,B 層保溫材料的厚度為 層溫度分別為 170 和 40 ,試求每米管長的熱缺失；如將兩層材料互換并假設溫度不變,每米管長的熱缺失又為多少？解：Q L 1t1 t2 1ln r3 170 40 50 100 W m 150 W m 1ln r2 2r

26、1 2r2 221ln 159 250 1ln 159 2 159159 100 A,B 兩層互換位置后,熱缺失為8第 8 頁,共 17 頁Q L t1 t 2 1ln r2 1ln r3 2 1 r1 2 2 r2 2 170 40 W m 131.5 W m 1 159 2 50 1 159 2 50 100 ln ln 159 159 100 8在一單程管殼式換熱器中,用水冷卻某種有機溶劑；冷卻水的流量為 10 000 kg/h ,其初始溫度為30 ,平均比熱容為 kJ/ （kg）；有機溶劑的流量為 14 000 kg/h ,溫度由180 降至2120 ,平均比熱容為 kJ/ （kg）；

27、設換熱器的總傳熱系數(shù)為 500 W/m ,試分別運算逆流和并流時換熱器所需的傳熱面積,設換熱器的熱缺失和污垢熱阻可以忽視；解：Q Wc ph T1 T2 14000 180 120 kJ h 1.4448 10 6 kJ h 6冷卻水的出口溫度為 t 2 Q t 1 1.4448 10 30 C CWc cpc 10000 逆流時 tm 180 64.61 ln 180 120 30 120 30 Cln 90 C C S 逆K Q tm 500 10 m 2 23并 t m 120 64.61 180 30 Cln C C S 逆K Q tm 500 10 m 2 2ln 120 180 3

28、0 150 作業(yè)：4直徑為 57mm mm 的鋼管用 40 mm 厚的軟木包 其外又包扎100 mm 厚的保溫灰作為絕熱現(xiàn)測得鋼管外壁面溫度為 120 ,絕熱層外表面溫度為 扎,10 ；軟木和保溫灰的導熱系數(shù)分別為 層；W/m 和W/m ,試求每米管長的冷缺失量；解：此為兩層圓筒壁的熱傳導問題,就Q L12t1 t2 ln r3 1ln 2 120 10 W m 11ln ln r 2 r1 12r 2 W m5在某管殼式換熱器中用冷水冷卻熱空氣；換熱管為 25 mm2.5 mm 的鋼管,其導熱系數(shù)為2W/m ；冷卻水在管程流淌,其對流傳熱系數(shù)為 2600 W/m ,熱空氣在殼程流淌,其對流傳

29、熱45 2 系數(shù)為52 W/m ；試求基于管外表面積的總傳熱系數(shù)K ,以及各分熱阻占總熱阻的百分數(shù)；設污垢熱阻可忽視；解：由K o11do查得鋼的導熱系數(shù)45 W m2Cbdo odmidibmm do 25mm d i 25 2 mm 20mm d m 25 20 mm 2K o10.0025 1W m2C W m2C52 45 2600 殼程對流傳熱熱阻占總熱阻的百分數(shù)為1100% K o 100% 52 100% 97.3% o1K o o管程對流傳熱熱阻doidi100% Kodo100% 50.6 100% 2.4% 1K o i d i 2600 9第 9 頁,共 17 頁管壁熱阻

30、7在一傳熱面積為其溫度由25升至熱容為 kJ/kg bdodm100% bdoK o100% 0.0025 100% 0.3% 1K o dm45 2 25m 的單程管殼式換熱器中,用水冷卻某種有機溶液；冷卻水的流量38,平均比熱容為 kJ/kg 為 ；有機溶液的溫度由 110降至28000kg/h ,65,平均比 ；兩流體在換熱器中呈逆流流淌；設換熱器的熱缺失可忽視,試核算該換熱器的總傳熱系數(shù)并運算該有機溶液的處理量；解：Cp,c kJ/kg Q WcCp,c t2 t1 28000 10 338 25 W 10 W 53600 求 tm 有機物 110 65 水 38 25 t 72 40

31、 572 40 4.22 10 2 2t m C CK W m C W m C72 25 ln 40 W hcph T1 Q T2 K 10 3 10 110 65 5kg s kg s 1.963 10 kg 4h9在一單程管殼式換熱器中,用冷水將常壓下的純苯蒸汽冷凝成飽和液體；已知苯蒸汽的體積流量為31 600 m/h ,常壓下苯的沸點為 80.1 ,氣化熱為394 kJ/kg ；冷卻水的入口溫度為 20 ,流量為35 000 2kg/h ,水的平均比熱容為 kJ/kg ；總傳熱系數(shù)為 450 W/m ；設換熱器的熱缺失可忽視,試運算所需的傳熱面積；解：苯蒸氣的密度為PM 178 kg m

32、 3 kg m 3 RT273 Wh 1600 2. 692 kg h kg h 6 5 10 kJ h 4.71 10 W 4.71 10 Q Wh 4307.2 394 kJ h Q WcCp,c t2 t1 35000 10 t 2 20 3600 解出t 2 求tm 苯20 水t t m ln 4. 71 Cm2C2S Q 5 10 K t m 450 11某生產(chǎn)過程中需用冷卻水將油從 22,流量為2022kg/h ；現(xiàn)有一傳熱面積為 器105冷卻至70；已知油的流量為 6000kg/h ,水的初溫為10 m 2的套管式換熱器,問在以下兩種流淌型式下,換熱能否中意要求：（1）兩流體呈逆

33、流流淌；（2）兩流體呈并流流淌；1.9 kJ/kg ,設換熱器的總傳熱系數(shù)在兩種情形下相同,為300 W/m 2 ；油的平均比熱容為水的平均比熱容為4.17kJ/kg ；熱缺失可忽視；解：此題接受NTU 法運算10 第 10 頁,共 17 頁（1）逆流時 Whc ph 6000 10 3 W C W C3600 W c pc 2022 10 W 3C W C3600 CR Cmin NTU min KS 300 10 Cmax Cmin查圖得 Q Cmin T1 t1 105 22 W 1.196 10 W 5T T Q 105 10 5C C 70 C 能中意要求Wh cph （2）并流時

34、CR NTU min查圖得 Q 105 22 W 1.011 10 W 55T 105 10 C C 70 C不能中意要求摸索題 9 在管殼式換熱器中,熱應力是如何產(chǎn)生的,熱應力有何影響,為克服熱應力的影響應實行哪些措施當換熱管與殼體的溫差較大（大于50）時產(chǎn)生溫差應力；措施（1）在殼體上設置膨脹節(jié),因而殼程壓力受膨脹節(jié)強度的限制不能太高；固定管板式換熱器適用于兩液體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合（2）浮頭式換熱器兩端管板之一不與殼體固定連接,可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮,當換熱管與殼體有溫差存在,殼體或換熱管膨脹時,互不約束,不會產(chǎn)生溫差應力；（3）U 型管式換熱器只有一個管板,換熱管為

35、U 形,管子兩端固定在同一管板上；管束可以自由伸縮,當殼體與形換熱器有溫差時,不會產(chǎn)生溫 差應力（4）填料函式換熱器管板只有一端與殼體固定連接,另一端接受填料函密封,管束可以自由伸縮,不會產(chǎn)生因殼壁和管壁溫差而引起的溫差應力；蒸餾P156-157 作業(yè)4,5,7,9 練習1,2,8,10 【練習】1在密閉容器中將A,B 兩組分的理想溶液升溫至82 ,在該溫度下,兩組分的飽和蒸氣壓分別為* pA kPa * 及pB 41.85 kPa ,取樣測得液面上方氣相中組分A 的摩爾分數(shù)為；試求平穩(wěn)的液相組成及容器中液面上方總壓；解：此題可用露點及泡點方程求解；y A * pA x A * pA p* p

36、B p 總pp總 * pB p 總pA 總總11 第 11 頁,共 17 頁*解得 p 總kPa x p總 * p B *pB pA *此題也可通過相對揮發(fā)度求解 pA *p B 41 .85 由氣液平穩(wěn)方程得 x y y 1 y * *p 總pA x p B 1 xA 1 kPa A2試分別運算含苯（摩爾分數(shù)）的苯甲苯混合液在總壓 100 kPa 和10 kPa 的相對揮發(fā)度和平穩(wěn)的氣相組成；苯（A）和甲苯（B）的飽和蒸氣壓和溫度的關(guān)系為* *lg p A lg pB t t 式中p的單位為kPa,t 的單位為；苯甲苯混合液可視為理想溶液；（作為試差起點,100 kPa 和10 kPa 對應

37、的泡點分別取 94.6 和31.5 ）解：此題需試差運算（1）總壓p 總100 kPa 初設泡點為,就同理或* lg p A 得* p A kPa * lg p B * p B x A 100 p 總0.4 kPa 就* pA * p B y 1 x 1 x 1（2）總壓為p 總10 kPa 通過試差,泡點為,* pA ,* pB y 1 2.203 隨壓力降低, 增大,氣相組成提高；8在連續(xù)精餾塔中分別苯甲苯混合液,其組成為（苯的摩爾分數(shù),下同）,泡點進料；要求餾出液組成為,釜殘液組成為；操作回流比為,平均相對揮發(fā)度為,試用圖解法確定所需理論板層數(shù)及適宜加料板位置；解：由氣液平穩(wěn)方程運算氣液

38、相平穩(wěn)組成如此題附表所示；y 1x 05413習題8 1附表2871. 46x 01712 第 12 頁,共 17 頁在x y 圖上作出平穩(wěn)線,如此題附圖所示；y b5da由已知的xD,xF,xW在附圖上定出 點精餾段操作線的截距為 xD R 1a,e,c；y 軸上1,在定出點b,連接點a 及點b,即為精餾段操作線；過點e 作q 線（垂直線）交精餾段操作線于點d；連接cd e即得提餾段操作線；從點a 開頭,在平穩(wěn)線與操作線之間繪階梯,達到指定分離程度需11 層理論板,第5 層理論板進料；11 c 0.0 x W 操作回流比為水的比熱容為（飽和溫度為0.4 x F X 0.9 x D10在常壓連

39、續(xù)精餾塔內(nèi)分別苯氯苯混合物；已知進料量為85 kmol/h ,組成為（易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù),下同）,習題8 附圖泡點進料；塔頂餾出液的組成為,塔底釜殘液組成為；塔頂接受全凝器,泡點回流；苯,氯苯的汽化熱分別為30.65 kJ/mol 和36.52 kJ/mol ；4.187 kJ/ kg . ；如冷卻水通過全凝器溫度上升15 ,加熱蒸汽確定壓力為500 kPa 151.7 ,汽化熱為2 113 kJ/kg ）；試求冷卻水和加熱蒸汽的流量；忽視組分汽化熱隨溫度的變化；解：由題給條件,可求得塔內(nèi)的氣相負荷,即qn,D qn,F x F xW 85 xD x W 對于泡點進料,精餾段和提餾段氣相負荷

40、相同,就q n,V q n,V qn, D R1 kmol/h ；（1）冷卻水流量由于塔頂苯的含量很高,可按純苯運算,即Qc qn, V A 3 10 kJ/h qm,c Qc t1 6 5.232 10 kg/h 4 8.33 10 kg/h cp,c t 2 4.187 15 （2）加熱蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高,可按純氯苯運算,即QB qn, V B 3 10 kJ/h qm,h QB 6 6.234 10 kg/hB 2113 作業(yè)4在一連續(xù)精餾塔中分別苯含量為（苯的摩爾分數(shù),下同）苯甲苯混合液,其流量為100 kmol/h 已知餾出液組成為,釜液組成為0.05 ,試求（1）餾出液的

41、流量和苯的收率；（2）保持餾出液組成不變,餾出液最大可能的流量；解：（1）由題得XFW X D F=100Kmol/h 餾出液的流量和苯的收率50 100% 95% qn,D qn,F x F x W 100 0.5 kmol h 50kmol h A qn, D x D 100% xD x W qn,F x F 100 （2）當A=100%時,獲得最大可能流量,即qn,Dmax q n,F xF 100 kmol/h kmol/h xD 13 第 13 頁,共 17 頁5在連續(xù)精餾塔中分別 A,B 兩組分溶液；原料液的處理量為 100 kmol/h ,其組成為（易揮發(fā)組分A 的摩爾分數(shù),下同

42、）,飽和液體進料,要求餾出液中易揮發(fā)組分的回收率為 96,釜液的組成為；試求（1）餾出液的流量和組成；（2）如操作回流比為,寫出精餾段的操作線方程；（3）提餾段的液相負荷；解：（1）餾出液的流量和組成由全塔物料衡算,可得q n, D x D n, F xF 0.96 100 xD kmol/h kmol/h q n, W x W 1100 kmol/h qn,W kmol/h qn,D qn,F qn,W 100 kmol/h 100 kmol/h y Rx xD 1 x （2）精餾段操作線方程R1R（3）提餾段的液相負荷q n,L q n,L qqn, F Rqn, D q n, F 7在連

43、續(xù)操作的精餾塔中分別兩組分理想溶液；原料液流量為50 kmol/h ,要求餾出液中易揮發(fā)組分的收率為94；精餾段操作線方程為 y = 0.75 x+0.238 ；q 線方程為 y = 2-3 x；試求（1）操作回流比及餾出液組成；（2）進料熱狀況參數(shù)及原料的總組成；（3）兩操作線交點的坐標值 xq及yq；（4）提餾段操作線方程；解：（1）操作回流比及餾出液組成由題給條件,得 R 及 xD 解得 R= 3,xD= R1 R 12）進料熱狀況參數(shù)及原料液組成 由于q1 q3 及1q x F 2 解得 q = 0.75 （氣液混合進料）,xF = （3）兩操作線交點的坐標值 xq 及yq 聯(lián)立操作線

44、及q 線兩方程,即y y 2 3 x 解得 xq = 及 yq = （4）提餾段操作線方程 其一般表達式為 y qn, L x qn,W x W 式中有關(guān)參數(shù)運算如下：qn,V qn,V qn, D A q n,F xF 50 kmol/h qn,W qn,F qn,D 50 kmol/h x D xW 1 A q n,F x F 1 50 qn,L Rqn,D qqn,F 324.68 0.75 50 kmol/h qn,W qn,V qn,L qn,W kmol/h 就 y x 0.0592 x 9在板式精餾塔中分別相對揮發(fā)度為 2 的兩組分溶液,泡點進料；餾出液組成為（易揮發(fā)組分的摩爾分

45、數(shù),下同）,釜殘液組成為,原料液組成為；已測得從塔釜上升的蒸氣量為 93 kmol/h ,從塔頂回流的液體量為 kmol/h ,泡點回流；試求（1）原料液的處理量；（2）操作回流比為最小回流比的倍數(shù)；解：（1）原料液的處理量由全塔的物料衡算求解；對于泡點進料,q = 1 q n,V q n, V R1 q n, D 93kmol/h qn,D qn,V qn,L 93 kmol/h qn, W qn,F qn,D 14 第 14 頁,共 17 頁就qn,F0. 95 93 qn,F 解得qn,F kmol/h （2）R 為Rmin的倍數(shù)R1R = 1.70 對于泡點進料,Rmin 的運算式為R

46、 min 11xD 1 xD 2 1 0.95 于是RxF 1 x F 1Rmin 干燥273-274 作業(yè)3,4,5,12 練習1 ,2 摸索題1. 已知濕空氣的總壓力為 100kPa,溫度為50,相對濕度為40%,試求（1）濕空氣中的水汽分壓；（2）濕度；（3）濕空氣的密度；解：（1）濕空氣的水汽分壓pps ,故p kg kg 絕干氣由附錄查得50時水的飽和蒸氣壓ps （2）濕度H p p100 kg kg 絕干p氣總（3）密度H273 t 5 1.013 10 3 濕空氣kg 絕干 氣273 P 273 50 100 5 10 m 3 10 273 0.9737 m 濕空氣/kg 絕干氣密度H1H1kg3 m 濕空氣3 m 濕空氣H2常壓連續(xù)干燥器內(nèi)用熱空氣干燥某濕物料,出干燥器的廢氣的溫度為40,相對濕度為43%,試求廢氣的露點；解：由附錄查得40時水的飽和蒸氣壓ps ,故濕空氣中水汽分壓為pps 1HH查出ps 時的飽和溫度為,此溫度即為廢氣露點；作業(yè)H 2 4. 將t0 o 25 C ,H 0 水/ kg 絕干氣的常壓新奇空氣,與干燥器排出的t 240 o C ,水/ kg 絕干氣的常壓廢氣混合,兩者中絕干氣的質(zhì)量比為1：3；試求（1）混合氣體的溫度,濕度,焓和相對濕度；