理工類專業(yè)課復(fù)習(xí)資料-目前最全-化工原理課后習(xí)題答案-(鐘理版)

1第一章流體流動(dòng)習(xí)題解答操作時(shí)要求其真空表讀數(shù)為600mmHg，若把該反應(yīng)器放在乙地操作時(shí)，要維持與甲地操mmHg7.86×104Pa]750-160=590mmHg=7.86×104Pa(1)容器內(nèi)壓強(qiáng)P0為多少？)若容器內(nèi)表壓增加一倍，壓差計(jì)的讀數(shù)R為多少？習(xí)題1－2附圖1.根據(jù)靜壓強(qiáng)分布規(guī)律P0＝p，gR－pgH＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡(表壓)2p=pgR一pgH=pgRp=pgR一pgH=pgR+pgR一pgH一pg02R＝p0，－(p，gR－pgH)＝p0，－p0＝3.51104＝0.254mp，g－pgp，g－pg136009.81－10009.812222 (1)當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)為R＝300mm，杯內(nèi)水銀界面測(cè)壓點(diǎn)A與細(xì)管的垂直距離a＝0.4m，(2)表壓p0增加一倍并忽略杯內(nèi)界面高度的變化，讀數(shù)R為多少？(3)表壓p0增加一倍并考慮杯內(nèi)界面位置的變化，讀數(shù)R為多少？習(xí)題1－3附圖[(1)3.12×104N.m－2(表壓)；(2)0.534m；(3)0.536m]＝3.12×104N/㎡(表壓)2.表壓加倍后，設(shè)壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)為R，。若忽略杯內(nèi)水銀界面的變化，則R,=p0，+pg(h+a)==0.534m09.813.與(1)相比，表壓加倍后杯內(nèi)水銀面下降了h1，管內(nèi)水銀面上==0.534m09.813.與(1)相比，表壓加倍后杯內(nèi)水銀面下降了h1，管內(nèi)水銀面上升h2，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)的增加量為d2Dh1=2h2D由以上兩式可得3 Rh1= R根據(jù)等高面即等壓面的原理pgRRR=＝3.121042=0.234p，gpg2p，gpg22136009.8110009.8122D+d0.1+0.008R，=R+R=0.3+0.234=0.534又準(zhǔn)確。am求(1)A、B兩點(diǎn)的壓差等于多少？(2)若采用密度為830kg.m－3的煤油作指示液，壓差計(jì)讀數(shù)為多少？(3)管路水平放置而流量不變，壓差計(jì)讀數(shù)及兩點(diǎn)的壓差有何變化？習(xí)題1－4附圖mmPa(pApgh1)=pBpg(h2R)p1gRpA-pgh1=pB-pgh2+gR(p-p1)在等式兩端加上pgH，4(pA+pgZA)-(pB+pgZB)=gR(p一p1)1.若忽略空氣柱的重量=98.1+10009.810.3=3.04103N/m22.若采用煤油作為指示液R＝AB＝＝5.8810R＝AB＝＝5.8810m＝58.8mm故(1)管路出口流速；中A、B、C各點(diǎn)的壓強(qiáng)(分別以N/㎡和mH2O表示)；(3)討論流體在流動(dòng)過程中不同能量之間的轉(zhuǎn)換。習(xí)題1－5附圖(3)略]得5u2=2g(z1z2)=29.815=9.9m/skgA點(diǎn)壓強(qiáng)=WgzA=WgzA=5g4g5g=4gp2B點(diǎn)的壓強(qiáng)pB=pB=p(WgzB)=1000[5g(1g)5g]2=10009.811=9810N/m(1mH22O)C點(diǎn)壓強(qiáng)pc=p(WgzC)=1000[5g3g2g]=100039.81=2.94310N/m(42-3mH2O)由于管內(nèi)流速在(1)中已經(jīng)求出，從斷面1-1至A、B、C各斷面分別列機(jī)械能守恒式，亦可求出各點(diǎn)的壓強(qiáng)。能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。1流至斷面A，所能提供的位能只有g(shù)(z1－zA)＝1g(J/kg)，所差部分須由壓強(qiáng)能補(bǔ)充，AB，總勢(shì)能不變。但同樣因受管壁的約束，必有g(shù)(zA－zB)＝5g的最后，流體從斷面C流至出口，有g(shù)(zC－z2)＝3g的位能轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)能，流體以大氣壓強(qiáng)流出管道。1－6用一虹吸管將水從池中吸出，水池液面與虹細(xì)管出口的垂直距離為5m，虹吸管出口6習(xí)題1－6附圖[9.9m.s-1,32.7kPa；12.4m.s-1]u2=2gz=29.815=9.9m/su得u=守恒式得uCpapv一2gh]1/2=[4242)一29.81]1/2=12.4m/s出口流速u2’=uC’1－7如圖，水通過管線(Φ108x4mm)流出,管線的阻力損失(不包括出管子出口阻力)可7hf=6.5u2(1)水在截面A－A處的流速；(2)水的體積流率為多少m3.h-1。習(xí)題1－7附圖解:對(duì)槽液面與管出口列B.E.方程+z1g++z2g++z1g++z2g++hf69.81=+6.5u2,u=uA=2.9m/s,v=uA=2.90.123600=82m3/h垂直管。若假定管內(nèi)的阻力系數(shù)為0.02，試求(1)管內(nèi)流量和管內(nèi)出現(xiàn)的最低壓強(qiáng)各為多少？82g(H+h)H2g(H+h)Hd==2gH2g==9.9m/s=Huu習(xí)題1－8附圖[(1)6.3410－2m3.s-1,61.9kPa；(2)7.7710－2m3.s-1,37.6kPa]1(12+1)0.1Vu8.1=6.3410Vu8.1=6.3410m/s44能衡算式(以斷面B-B為基準(zhǔn)面)gh+pa=pB+u+匕BuB2pp222222229.810.1ddd9Vm/s此時(shí)管內(nèi)最低壓強(qiáng)=10009.811+1.013101.5=10009.811+1.013101.5=3.76310N/m2Nm為為防止塔內(nèi)蒸汽由連通管逸出，形管出口液封h高度至少應(yīng)為多少？習(xí)題1－9附圖[(1)1m;(2)0.86m]距離H＝1m。1－10兩容器的直徑分別為D1＝1000mm，D2＝400mm，容器A水面上方維持不變的真空度HV＝100mmHg，容器B為敞口容器，當(dāng)閥門F關(guān)閉時(shí)，兩容器的水面高度分別為當(dāng)閥門開啟時(shí)，兩液面能否維持不變？(2)若不能維持原狀，當(dāng)重新達(dá)到平衡時(shí)，液面高度各有何變化？習(xí)題1－10附圖液體面將維持不變。液體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)的條件是其中任何兩點(diǎn)，例如A點(diǎn)和B點(diǎn)的單位重量流體總勢(shì)能相等。分別取地面和大氣壓為位能和壓強(qiáng)勢(shì)能的基準(zhǔn)，則B點(diǎn)單位重量的總勢(shì)能為A=A=Z2=1.5mpgA點(diǎn)單位重量的總勢(shì)能為A=Z1p，gHV=2.5136009.810.1=1.14mpgpg10009.81Z1+h1=Z2h2由以上兩式得h2===0.31mhh05m能由位能和壓強(qiáng)勢(shì)能兩部分組成。若以單位體積為基準(zhǔn)，則式中各項(xiàng)的單位為J/m2或N/m3，剛好與壓強(qiáng)相同，故(pgZ+p)可稱為虛擬壓強(qiáng)。若以單位質(zhì)量為基準(zhǔn)，則pp位為J/kg。若以單位重量為基準(zhǔn)，則pg條件是：流體為靜止，否則流體將由高勢(shì)能向低勢(shì)能流動(dòng)。60℃時(shí)管內(nèi)流速4V4人1.96人10_5u＝2＝2＝0.25m/s設(shè)溫度升為100℃仍為層流，因管路兩端的總勢(shì)能差不變＝＝ppd2pd2s因pdu，12600.011.92pdu，12600.011.921310一故以上計(jì)算結(jié)果有效。m543.4s]附圖]度與半徑的關(guān)系)，流體壓降與平均速度的關(guān)系式。]cp，密度1000kg.m-3)以平均速度為1m.s-1流過直徑為0.001m的水平(1)水在管路的流動(dòng)是層流還是湍流？(2)水流過管長(zhǎng)為2m時(shí)的壓降為多少mH2O；(3)求最大速度及發(fā)生的位置；(4)求距離管中心什么位置其速度恰好等于平均速度。Omsm(2)P=32lu/d2=32×0.001×2×1/0.0012=64000Pa=6.53m(3)umax=2u=2m.s-1在管中心r=3.5410-4m1－15如圖，水(pH2O=1000kg.m－3)從水槽沿內(nèi)徑為100mm的管子流出。mm水的體積流量為多少m3.h-1?pHg=13600kg.m－3。m3.h-1;(2)32970Pa]習(xí)題1－16附圖+z1g++z2g++z1g++z2g++hf12P1=0(表壓)U1=0,z2=0,hf12=4f+kc=40.00625+0.5=2.13u2(u=u2)pH2Og(z1+h)=pHggR,h=1.5m,R=0.6m,z1=h=6.66u3.13m/s,Vh=36000.123.13=88.5m3/h+z1g+=+z3g++hf13Z3=0z1=6.66m,u1=0,p1=p3hf13=4(f+kc)=4(0.00625+0.5)=4.81u2s對(duì)1-1’&2-2’+z1g++z2g++z1g++z2g++hf12P1=0(表壓),z1=6.66m,z2=0,u1=0,u2=3.51m/shf13=4(f+kc)=4(0.00625+0.5)=26.2J/Kg1－16如圖，某液體(密度為900kg.m－3，粘度為30cp)通過內(nèi)徑為44mm的管線從罐－2,當(dāng)閥門打開時(shí)，總管長(zhǎng)(包括管長(zhǎng)與所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為100m，假設(shè)兩個(gè)罐的液面高度恒定，求(1)液體的體積流率，m3.h－1?(2)當(dāng)閥門打開后，壓力表的讀數(shù)如何變化，并解釋。習(xí)題1－16附圖Z1=8.82104/9009.81=10mZ2=4.41104/9009.81=5m驗(yàn)證：Re=upd/=0.899000.044/0.03=1175<2000,假設(shè)成立hfuJkgu管內(nèi)的流速，m.s-1。)試計(jì)算(1)A—A′截面處水的流速m.s-1。)水的流量，以m3.h-1計(jì)。若水流量增加20%，可采用什么措施？(計(jì)算說明)(或高位槽液面應(yīng)提hm習(xí)題1－17附圖8g=3.4u2+1/2u2s(2)V=uA=21.33m3.h-1(8+z)g=3.45.392/2+1/2(5.39)2z=3.54mmmm以測(cè)定流量，其油水壓差算泵的軸功率。習(xí)題1－18附圖mh09W]解：(1)uo=Co[2Rg(po-p)/p]1/2=0.62[20.59.8(1000-850)/850]1/2=0.81m/s輸油量為V=0.810.7850.082=4.110-3m3/s=14.7m3.h-1u=uo(Ao/A)=0.81(0.08/0.1)2=0.52m/s(2)Re=0.520.1850/0.19=232<2000層流管線阻力為hf=64/Re(l/d)u2/2=64/232(1000/0.1)(0.522/2)=373J/kg泵的有效功為W=209.81+hf=569.5J/kg軸功率為N=569.54.110-3850/0.55=3.61kW，密度為13600kg.m-3)壓力表高位槽真空表反應(yīng)槽kgs2)346.1J.kg-1；(3)1.94kw]1uo=Co[2Rg(po-p)/p]1/2=0.61[20.69.8(13600-1000)/1000]1/2=7.42m/sw21000=3.64kg/su=uo(Ao/A)=7.42025=1.86m/sH(Z2-Z1)+(P2-P1)/pg+hf(P2-P1)/pg=(0.59.810000+2001.013100000/760)/10009.8=7.72mhf=0.0252001.862/(29.80.05)=17.6mH=10+7.72+17.6=35.3m,W=Hg=346.1J/kgN=Hwg/n=346.13.64/0.65=1.94kwDmm丘里管如圖所示，文丘里管的上游接一壓力表，Ls內(nèi)水面與管中心的垂直距離為3m。文丘里喉部直徑mm丘里管的阻力損失，池水能否被吸入管中。習(xí)題1－20附圖[池水將被吸入管內(nèi)] 4V41.5110一3u1=2=2=1.2m/sd0.04u2=2u1=u2=2u1=()1.2=19.2m/sd20.01在兩斷面間列伯努利方程式=+ u=+pgpg2g100098129.81若以水池液面和大氣壓為基準(zhǔn)，則池水單位重量的總勢(shì)能0=0，pgpgpg因0＞2因0＞2，故池水將被吸入管內(nèi)。pgpg層流還是湍流？(2)如上游壓強(qiáng)為686.7kPa，問流經(jīng)多長(zhǎng)的管子流體的壓強(qiáng)下降到294.3kPa，這里的壓強(qiáng)均為絕對(duì)壓？(3)在距離管壁何處的點(diǎn)速度等于平均速度？(水的Re001=1050<2000,層流(2)(686700-294300)/1000=(64/1050)(l/0.007)(0.152/2)(3)1/2=[1-(r/0.0035)2]R=2.47mmy=3.5-2.47=1.026mm1－22水由具有固定水位的水槽中沿直徑(內(nèi)徑)為100mm的輸水管流入大氣中，管路為了使得水平段末端曲折出的真空度為7mH2O，安裝在傾斜管的閥門局部阻力系數(shù)應(yīng)為折出的局部阻力。習(xí)題1－22附圖液表面和管曲折處列B.E.z1++=z2+++hf122=-7+u2/2g+0.035(50/0.1)u2/2gU=3.09m/s,V=uA=87.5m3.h-1折處與管出口列B.E.25-7=0.035(50/0.1)3.092/2g+(3.092/2g)=19.71－23有一輸水管系統(tǒng)如下圖所示，出水口處管子直徑為Φ552.5mm，設(shè)管路的壓頭損假設(shè)管路損失仍可以用16u2/2(u指出水管的水流速，未包括出口損失)表示。習(xí)題1－23附圖液面和管出口處列B.E.8g=16u2/2所以管內(nèi)流速u=3.13m/s所以z=11.5m水箱的水面升高為11.5–8=3.5m門的當(dāng)量長(zhǎng)度)，兩支管直徑皆為80mm，直管阻力系數(shù)皆為0.03。兩支路各裝有閘門閥一個(gè)，換熱器一個(gè)，換熱器的局部阻力系數(shù)皆等于5。試求當(dāng)兩閥門全開時(shí)，兩支路的流量之比。習(xí)題1－24附圖因管內(nèi)徑相等22225如圖所示，用某離心泵將水從一敞口水池輸送到另一高位槽中，高位槽的壓力為mRe試求：(1)流體流經(jīng)管道阻力損失。(2)該泵有效功。習(xí)題1－25附圖[(1)36.19J.kg-1；(2)252J.kg-1] V/3600(1)u===1.77m/s V/3600兩液面列柏努利方程z1=0,z2=20;p1=0,p2=0.2×9.81×104N/m2;u1=u2=0,(2)泵的有效功為W=Heg=25.69人9.81=252J.kg-1pkgmatm012m3.s－1從低位槽送往高位槽，如圖。泵泵的有效功W,J.kg－1；(2)泵的吸入口A和排出口B的壓強(qiáng)(絕對(duì)壓)，N.m－2。習(xí)題1－27附圖[(1)237.6J.kg－1；(2)PA=70900N.m－2,PB=302500N.m－2]s泵壓出管內(nèi)的流速為uuuu=4.24m/sd20.0622pB=3.025〉10Pa51－28如圖，轉(zhuǎn)子流量計(jì)安裝在如圖的管路測(cè)量其流量，若管路A的總管長(zhǎng)(包括管線與習(xí)題1－28附圖解：對(duì)并聯(lián)管路hfA=hfB,Vtotal=VA+VBhfA=4fA=40.0075(3600hfB=4fA=40.0045=0.333J/KgUB=2.36m/sVB=uBAB=2.360.323600=600m3/hgCR量為水流量的若干倍。[11.2] air22.4 air22.4373760V airV air==V2HOV21－30一轉(zhuǎn)子流量計(jì)的錐形玻璃管在最大和最小刻度處的直徑為d1＝28mm、d2＝26.5mm，轉(zhuǎn)子的形狀如附圖所示，其最大直徑d＝26mm，試求(1)該轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最大與最小可測(cè)流量之比；(2)若采用切削轉(zhuǎn)子最大直徑的方法將最大可測(cè)流量提高20％，轉(zhuǎn)子最大直徑應(yīng)縮小至多少？此時(shí)最大與最小可測(cè)流量之比為多少？(假設(shè)切削前后CR基本不變) 習(xí)題1－30附圖[(1)4.1;(2)25.6mm,2.74]VminA0min(d22d2)26.526====1.2(d12d2)d，dd,21.2(d1d2)d,dd12=026d,2129.6d,20384=0d，=25.6mm因切削量很小(d=0.4mm)，故CR基本不變的假定符合實(shí)際情況。切削后轉(zhuǎn)子流量計(jì)的可測(cè)流量比為2－1用泵將20℃水從敞口貯槽送至表壓為2×105Pa的密閉容器，兩槽液面均恒定不變，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸表讀數(shù)為30000Pa，兩測(cè)壓口的垂直距離為0.5m，忽略兩測(cè)壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)入可取為門全開時(shí)管路的流量(m3.h－1)；(2)泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)(Pa)；(3)泵的壓頭(m)；現(xiàn)象，試分析其原因。解：(1)閥門全開時(shí)管路的流量(m3/h)；zzuPa代入上式，得：u1=2.04m/s，Q=幾d2u=幾0.122.04=57.6m3/h44(2)壓強(qiáng)表讀數(shù)(Pa)；準(zhǔn)水平z2++=z3+++hf,2一32.5++=10+0++0.022.0422.5++=10+0++0.022g1000g1000g0.129.81(3)泵的壓頭(m)；H=(z2一z1)+p2p1+Hf=0.5++035.4m(3)若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，原因是進(jìn)口管有泄漏。2－2如圖所示，用某離心泵將水從一敞口水池輸送到另一高位槽中，高位槽的壓力為=0.3164.Re-0..25。。已知泵的效率為65%，水的密度為1000kg.m-3，水的粘(2)若閥門開度不變，該泵現(xiàn)改為輸送密度為1200kg.m-3某液體，(該液體的其他物性可流量有無(wú)變化？②揚(yáng)程有無(wú)變化？③離心泵的軸功率有無(wú)變列柏努利方程Z1g+++we=Z2g+++hf12p1=0,z1=0,z2=20m,u1=u2=0(1)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)存有三臺(tái)離心泵，其型號(hào)和銘牌上標(biāo)有的性能參數(shù)如下，從中選一臺(tái)比較型號(hào)流量(m.h-1)揚(yáng)程(m)允許氣蝕余量(m)3B57A50386.03B3345325.03B1938204.0He=Z+P/ρg+ΣHf=6+10+4=20(m)Hg=NPSHrHf,0-1=10.330.2451=4.09m2－5圖示離心泵管路系統(tǒng)，將水從低位槽送往高位槽，吸入管(泵前)直徑d1=80mm,長(zhǎng)l1=6m,摩擦系數(shù)λ1=0.02。排出管(泵后)直徑d2=60mm,長(zhǎng)l2=13m,摩擦系數(shù)λ2=0.03，在(1)每kg流體需從泵獲得多少機(jī)械能(泵的有效功W)？(3)如果是高位槽中的水沿同樣管路向下(低位槽)流出，管內(nèi)流量不變，問是否需要安的流速為u2＝2u2=2u2＝2u2=2=4.24m/sd20.0622d22d12d22d12-1之間列機(jī)械能衡算式，可求得沿同一管路(無(wú)泵)輸送同樣流fxhf22的實(shí)際勢(shì)能差為P輸pp送機(jī)械提供.第三章30μm的球形顆粒在20oC某氣體中的沉降速度為在同溫度下水沉降速度的ututps為1)求球形顆粒密度ps：顆粒在氣體和水中的重量比，實(shí)質(zhì)指凈重力之比，即 C的物性：p=1000kg/m3,=1cP解之ps=2664kg/m32)求顆粒在水中沉降速度ut水：16104m/s故ut水＝8.16104m/s3)顆粒在氣體中沉降速度ut氣：ut氣＝88ut水＝888.16104=7.08102m/s3-4用一降塵室去除廢氣中的塵粒，已知操作條件下氣體流量為20000m3/h，塵粒密度為：設(shè)沉降為層流，則沉降速度為ut＝==0.35m/sRe0.03103=0.56dutpRe0.03103=0.56底面積為A=15.9A=15.9m2u0.35t：設(shè)沉降為層流，則沉降速度為處理量為mmmq2+2qqe=Kt間(1)該過濾機(jī)的生產(chǎn)能力?(2)若操作表壓加倍，其他條件不變(物性、過濾面積、過濾與輔助時(shí)間不變)，則該機(jī)生多少?lrmin則其在一操作周期下冊(cè)第一章蒸餾1.苯酚溫度T℃苯酚蒸氣壓對(duì)甲酚蒸氣壓溫度t℃苯酚蒸氣壓對(duì)甲酚蒸氣壓pp 0 0kPapp 0 0kPapp 0 0kPapp 0 0kPa7.707.948.28.58.769.069.399.70試按總壓P=75mmHg(絕壓)計(jì)算該物系的“t-x-y”數(shù)據(jù),此物系為理想體系。mHgkp209整理209整理1λλ第四章傳熱及換熱設(shè)備λ=()/2=0.65+0.59=0.62w/m.kλ=λ0(1+at)0.65=λ0(1+200a)0.59=λ0(1+125a)494923鋼6209整理209整理2AA1.070.1445300= 300=+++RiRimk/w側(cè)為1000℃，外界溫度為35℃。試問絕熱磚厚度至少為多少才能保證絕熱磚====Ab1b2徑為150mm的鋼管，為減少熱損失，今在管外包以兩層絕熱層。已知兩種絕熱由及λ1(小的導(dǎo)熱系數(shù))包在內(nèi)層，熱損失小AA=m2= bbm1= bbm12A2λAλAλAλA可以證明1+1>λAλAλAλA1m12m22m11m2 (λ2=2λ1)209整理209整理3t800℃t2=?t3=87℃ta=20℃r1=25mmr2=65mmr3=r2+x=65+xmmλ1=0.13w/m2.kλ2=0.09w/m2.khT=9.4+0.052×(87-20)=12.88w/m2.Kq===hTπLd(87?20)解：設(shè)h=QλbCpdρcμeufLg ?M??M??L2?Cp=??θ2.K??λ=ρ=??L3??U=??θ???M?μ=??L.θ??代入(1)兩邊的量綱相同，可以解得：Nu=f(Re,Pr)=a′RexPrya′，x，y為常數(shù)，由試驗(yàn)確定。ρ=830kg/m3Pa.SCP=2kJ/kg.kλ=0.136w/m2.℃環(huán)隙當(dāng)量直徑e0id=d?d=32?環(huán)隙當(dāng)量直徑e0iw1800u===4.5w1800Aρ3600××0.0132×8301Nu=0.023Re0.8Pr3μ4λ0.136m2t==60t==60℃2λ0.126λλ10.126di0.05λ10.126di0.0515cd彎曲半徑di管半徑c(1)壁對(duì)苯的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(2)苯的流率增加一倍，其它條件不變，此時(shí)的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。(3)管徑降為原來(lái)1/2，其它條件與(1)相同，此時(shí)對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)又為多少？解：t==50℃ 解：t==50℃2Cp=1.9kJ/kg.kμ=Re=Re=μ9.5=λ0.138(1)(1)(2)流率增加一倍==2W6t===96℃ t===96℃22λ=68.01×10-2w/m.kρ=960kg/m3μ=29.68×10-5Pa.Sγ=2268.08kJ/kgL=2.5m冷凝傳熱膜系數(shù)h=0.943[]代入以上數(shù)據(jù)得h=5413.6w/m2.kq=hAΔt=5413.6×π×0.038×2.5×(100?92)=wr1傳熱膜系數(shù)=4=2.19q=h′AΔt=wr(1)W=29400kg/h0+502Δtm=0+502或者或者Δtm＝44.8℃t1=20℃?→t2=50℃T1=60℃?T2=100℃Δt1=40℃Δt2=50℃(=<2)7(2)由Δtm＝44.8℃P=解：t==50℃解：t==50℃2kgmPrCp=1.017kJ/kg.kλ=0.028w/m.k由(1)和(2)式得： mm(2)總傳熱系數(shù)；(3)套管換熱器的有效傳熱長(zhǎng)度；解(1)q=w1Cp1(t2?t1)=w2Cp2(T1?T2)8T0℃—T2=90℃(4)t1=20℃a的流量及其它的條件不變，則水的出口溫度b若水的出口溫度不變，則必須增加水的流率b若水的出口溫度不變，則必須增加水的流率 ) 9qwCpt15)t2=50℃ L1=1.85L=1.85mtm 聯(lián)立方程用試差法求得:T2=172℃t2=168℃ 解：t 2空氣在50℃下的物性參數(shù)：ρ=1.093kg/m3Pr=0.698Cp=1.017kJ/kg.kλ=0.028w/m.kq1=w1Cp1(80?20)=KiAiΔtm1q2=w2Cp2(80?20)=Ki2AiΔtm2w2=1.2w1Ki2=hi2=1.20.8KihiΔtm1=Δtm1==43.28℃ Δtm2=(Δtm2=(3)由(1)、(2)和(3)式得：Ts1=118℃(1)q=w1Cp1(90?50)=K0A0Δtmw1=1930kgw1=1930kg/ht==70℃2t1=90℃?→t2=50℃T1℃?T2=18℃Δtm=lnΔtm=ln209整理209整理T++++w2=1.25kg/sCp2=1.69kJ/kg.k+++0.00026+0.000176+++0.00026+0.000176(2)??K1K0 K0209整理209整理4030255350340310230160tt=62.5℃2q=wCpΔt=K0A0Δtm解：油t1=110℃?→t2℃水T2℃?T1=35℃用試差法得出水的出口溫度t2=92℃水過熱4×(π×0.192?37×π×0.0192)解：2λ=0.028w/m.kCp=2.2kJ/kg.kμ=0.01×10-3Pa.S209整理209整理ρ===Pr===0.79Pr===0.79λ0.028λmtw又mdmk 209整理209整理26實(shí)驗(yàn)測(cè)定列管換熱器的總傳熱系數(shù)時(shí)，水在換熱器的列管內(nèi)作湍流流動(dòng)，管外為飽和蒸h=Cu0.8KoKo==+d +dhidih0k01=111++ch8122w/m2.k解：放置遮熱板前的熱損失q=()4?()4的熱損失ε遮熱板黑度遮熱板的傳熱q()4?()4T1第一塊遮熱板黑度q類似的qn=()4?()4qn+1=()4?()4ε1ε2209整理209整理與管壁輻射傳熱0h=35w/m2.kC=5.67w/m2.k4c=0.60T=523℃兩導(dǎo)熱板熱通量為：輻射傳熱的熱通量為：13.5(1)空氣的真實(shí)溫度；(2)遮熱管的溫度；(3)熱電偶的讀數(shù)誤差。(1)(1)Q1?i=c1?i?S1()4?()411S 時(shí)Qi?2=Q1?i209整理209整理聯(lián)立(4)與(5)得：531700?900Ti?264.4()4=f(Ti)=0TiKfTi>0，用飽和水蒸氣加熱某溶液，溶液在管內(nèi)呈湍流。已知蒸氣冷凝傳熱系數(shù) (作平壁處理)209整理209整理eλ0.15eλ0.15++++L=14.5m L=14.5m209整理209整理t9-0.39T’t。(1)(2)逆流時(shí)(3)并流時(shí)tw6000kg/hw6000kg/h209整理209整理(4)相同的進(jìn)出口溫度，逆流所需傳熱面積較小，因?yàn)槟媪鲿r(shí)傳熱推動(dòng)力較大。++++。氣t==65℃PrkgmCpkJkgkwm.kPa.Stt209整理209整理n116.6?20n!=!=根，管子規(guī)格改為φ19×1.5mm，操作條件不變，試求此新?lián)Q熱器的管子長(zhǎng)度為多少米。n4000.016n4000.0162209整理209整理Re===6869Re===6869μ0.0029αi=0.023Re0.8Pr0.4=0.023(6869)0.8()0.4Re=3149Re=3149 PrKdii×0.015 1=1+Kdii×0.015mmm22m22209整理209整理CHOHA酚(C6H4(CH3)OH)(B)的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)為T℃pApAkPapBpBkPapApAkPapBpBkPay由拉烏爾定律得出pxA＋pxB=Px1x10 00pA?00y1接第一題，利用各組數(shù)據(jù)計(jì)算(1)在x=0至x=1范圍內(nèi)各點(diǎn)的相對(duì)揮發(fā)度αi,取各αi的算術(shù)平均值為α，算出α對(duì)αipxA＋pxB=P所以xA=0B0；yA=0B0。 pxA=0B0；yA=0B0。pApBppApBt,℃xy1.837.692.440.321.201.0951.871.748.509.385.249.12200.2.承接第一題，利用各組數(shù)據(jù)計(jì)算的最大相對(duì)誤差。(2)以平均作為常數(shù)代入平衡方程式算出各點(diǎn)的“y-x”關(guān)系,算出由此法得出的各組yi值的最大相對(duì)誤差。(1)(1)對(duì)理想物系，有＝A。所以可得出pt114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.0i1.2991.3101.3171.3161.3221.3231.3241.3251.326i(2)由y==得出如下數(shù)據(jù)：(2)由y==得出如下數(shù)據(jù)：t114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.0x10.8370.6920.5580.4400.3210.2010.0950y10.8710.7480.6250.5090.3840.2490.1220各組yi值的最大相對(duì)誤差==0.3%。3.已知乙苯(A)與苯乙烯(B)的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可按下式計(jì)算:lnp=16.0195lnp=16.0195式中p0的單位是mmHg,T的單位是K。AB視為理想物系。此物系的平衡氣、液相濃度各為多少摩爾分率？由題意知TA95=334.95K＝61.8℃得無(wú)(1)溶液的泡點(diǎn)溫度及其平衡蒸氣的瞬間組成；(2)溶液加熱到100℃，這時(shí)溶液處于什么狀態(tài)？各相的量和組成為若干？(3)該溶液加熱到什么溫度時(shí)才能全部氣化為飽和蒸氣？這時(shí)蒸氣的瞬間組成如80.1x0.780.581.411.258.130y0.900.777.632.456.262(1)由苯—甲苯的t—x—y關(guān)系得x=0.4時(shí)，泡點(diǎn)溫度＝95.5℃平衡蒸氣的瞬間組成＝0.615(2)溶液加熱到100℃時(shí)處于氣液混合共存區(qū)氣液相組成各位x=0.26；y=0.47。(3)由氣液平衡關(guān)系知溶液加熱到102℃時(shí)才能全部氣化為飽和蒸氣，此時(shí)y=0.4。6常壓下將含苯(A)60%、甲苯(B)40%(均指摩爾百分?jǐn)?shù))的混合液閃蒸(即平衡蒸餾)，得平衡氣、液相，氣相摩爾數(shù)占總摩爾數(shù)的分率—?dú)饣?1-q)為0.30。物系相對(duì)揮發(fā)度議=2.47，試求：閃蒸所得氣、液相的濃度。yy=qx一xF。(1)閃蒸由y=qx一xF=一7x+2和y=議x，解方程得x＝0.54。從而y＝.74。(2)簡(jiǎn)單蒸餾由方程xF+議ln1一xW和FxF=WxW+DxD得出xD=0.79，即餾出物中苯的平均濃度為79％。產(chǎn)品中易揮發(fā)組分回收率n=0.92，求塔底產(chǎn)品濃度xW。以上濃度皆指易揮發(fā)組分的摩爾Dx由FxF=WxW+DxD和n=D=0.92得出xW=0.056。FxF(1)塔頂、塔底產(chǎn)品組成(用摩爾分率表示)；(2)全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量;(3)提餾段操作線方程;(4)若全塔平均相對(duì)揮發(fā)度=3.0，塔頂?shù)谝粔K板的液相默弗里板效率EML=O.6,求離開塔頂?shù)诙K板的氣相組成。y=0.833x+0.15得出解得R+1R+1R＝5，xD＝0.9，xW=0.1(2)全凝器中每小時(shí)冷凝蒸氣量V＝(R+1)D=300(kmol/h)。(3)提鎦段操作線方程(4)求離開塔頂?shù)诙K板的氣相組成y2又由物料平衡得(1)回流比R、塔頂、塔底產(chǎn)品組成(用摩爾分率表示)；(2).精餾段上升的蒸氣量qn(V)及提餾段下降的液體量qn(L’)(3)提餾段操作線方程；(1)回流比R、塔頂、塔底產(chǎn)品組成y=x+xD＝0.86x＋0.12，解得R＝6.14，xD＝0.857，xW=0.143。(2)精餾段上升的蒸氣量qn(V)及提餾段下降的液體量qn(L’)LLRD070kmol/h，V＝(R＋1)D＝3570kmol/h。(3)提餾段操作線方程 R所以＝3.54。Rmin10某連續(xù)精餾操作中，已知操作線方程如下：x由題意知＝0.723，所以R=2.61xDx＝0.263，所以xD=0.95。xWxW48。得xF＝0.65Ay＝。 y＝。精鎦段操作線方程為：y=x+xD＝0.62x＋0.364。所以因?yàn)閤=0.365<xF＝0.44,y＝0.59>xF，所以原料為氣液混合物。xF＝(1－q)y＋qx，解得q＝0.667。12無(wú)理論板層數(shù)和加料板位置。物系平衡資料見題7。MT示步驟略。繪得的理論板層數(shù)為：N加料板為從塔頂往下的第三層理論板。產(chǎn)品乙醇回收率為0.99，試求(1)在無(wú)限多層理論板層數(shù)時(shí)，計(jì)算每摩爾進(jìn)料所需蒸氣量；(2)若蒸氣量取為2倍最小蒸氣量時(shí)，求所需理論板層數(shù)及兩產(chǎn)品的組成。流動(dòng)。常壓下氣液平衡資料列于例1-5題附表中。FVDWFxFDxDWxWDxDFxFxW=0.00033。(1)在無(wú)限多層理論板層數(shù)時(shí)的操作線斜率為：===，直接蒸汽加熱，yW=0。 WFy===，直接蒸汽加熱，yW=0。V0minV0minxFxWxFxWxFy70，所以解得V0min＝0.121(mol/mol進(jìn)料)。(2)V0＝2V0min時(shí)所需理論板層數(shù)及兩產(chǎn)品的組成顯然D=V0,顯然D=V0,D=D=0.99，所以xD=0.135。FxFxF甲苯混合液的平衡資料如下。xy.26.45.38.60.51.72在全回流操作時(shí)，Emvyx41，y2＝x1＝0.57。由表查得y＝所以Em,3=67％。R器，泡點(diǎn)回流，其氣液平衡關(guān)系為y=器，泡點(diǎn)回流，其氣液平衡關(guān)系為y=，求從塔頂數(shù)起離開第一塊板下降的液體組成x1和離開第二塊板上升的氣相組成y2。x17—19無(wú)第二章吸收暫無(wú)第五章干燥1無(wú)(1)濕度；(2)焓；(3)露點(diǎn)；(4)濕比容vH=(|1+0.021)|〉22.4〉50+273=0.12\2918)2735-3已知一個(gè)干燥系統(tǒng)的操作示意圖如下：BA求循環(huán)空氣量qm,L示意圖，見右圖qm,L(HAHC)=1qm,L==50kg/htA=83℃tA=14℃HA0.03HA=0.01一連續(xù)干燥器中干燥鹽類結(jié)晶，每小時(shí)處理濕物料為1000kg，經(jīng)干燥后物料的含gkg(1)水分蒸發(fā)是qm,W(kg水?h-1)；(2)空氣消耗qm,L(kg絕干氣?h-1)；耗量qm,L’(kg原空氣?h-1)；(3)干燥產(chǎn)品量qm,G2(kg?h-1)。qmG1=1000kg/h,w1=40℃,w2=5%H1=0.009,H2=0.039qmGC=qmG1(1-w1)=1000(1-0.4)=600kg/hx1=0.4/0.6=0.67,x2=5/95=0.053①qmw=qmGC(x1-x2)=600(0.67-0.053)=368.6kg/httqmL===12286.7qmL’=qmL(1+H1)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h③qmGC=qmG2(1-w2)時(shí)處理000kg，于40℃進(jìn)入干燥器，假設(shè)物料在干燥器中的溫度變化不大，空氣的試求：(1)需要的空氣量為多少m3?h-1？(以進(jìn)預(yù)熱器的狀態(tài)計(jì))(2)空氣進(jìn)干燥器的溫度？w1=0.2,w2=0.05,qmG1=1000kg/h,θ1=40℃,t0=20℃,tw0=16.5℃,t2=60℃,tw2=40℃Q=1.01qmL(t2-t0)+qmw(2490+1.88t2)+qmGC(θ2-θ1)+QcI1=I2I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=(1.01+1.88×0.045)×60+2490×0.045＝177.7(1.01+1.88×0.01)t1+2490×0.01=1.03t1+24.9=177.7==177.724.9148.4==11.03mGCqmGwx1=0.2/0.8=0.25,x2=5/95=0.053qmw=qmGC(x2-x1)=800(0.25-0.053)=157.6 qmw157.6qmL qmw157.6H2H10.0450.01qmL’=qmL(1+H0)=4502.9(1+0.01)=4547.9(1)(2)HkgkgHkgkg絕干空氣消耗量qm,L(kg絕干氣?s-1)。ww1=0.42,w2=0.04,qmG2=0.126kg