(完整版)化工原理練習(xí)試題三答案

化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案貳貳/5貳貳/5壹壹/5化工原理練習(xí)題三參考答案班級：學(xué)號：姓名：、填空1、間壁式換熱器的傳熱過稈是熱流體對間壁面的對流傳熱、間壁的熱傳導(dǎo)、間壁面對冷流體的對流傳熱2、有相變時的對流傳數(shù)系數(shù)比無相變時去粘度卩值越大，對流給熱系數(shù)小3、二流體逆流流動，T]=300°C,T2=200°C,t2=180°C,q=25°C,Atm=145.8°C4、間壁二側(cè)流體的傳熱過程a]、a2值相差大a]VVa2，K值總是接訴a1那側(cè)的。5、某保溫材料入=0.02J/(m?s?K),厚度為300mm,測得低溫處t°=80°C，單位面積導(dǎo)熱速率為30J/(m2?s),求高溫處q=530°C_。6、平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程，通過三層厚度相同的材料，每層間溫度變化如圖所示。試判斷入「入2、入3的大小順序入3>入1>入2以及每層熱阻的大小順序R2>R1>R37、列管式換熱器中，用飽和水蒸氣加熱空氣，則傳熱管的壁溫接近飽和水蒸氣的溫度，總傳熱系數(shù)K的值接近空氣傳熱膜系數(shù)8、固定管板式列管換熱器中，壓力高、腐蝕性以及不清潔的物料應(yīng)走管程。9、絕對黑體的發(fā)射能力與絕對溫度^方成正比。10、某圓形管道外有兩層厚度相等的保溫材料A和B,某溫度曲線如圖所示，則A層導(dǎo)熱系數(shù)小于B層導(dǎo)熱系數(shù)，將丄層材料放在里層時保溫效果較好。11、沸騰傳熱可分為三個區(qū)域，它們是自然對流、核狀沸騰和膜狀沸騰。應(yīng)維持在核狀沸騰區(qū)內(nèi)操作。12、完成以下方程，并指出吸收系數(shù)的單位：吸收速率速率方程吸收系數(shù)的單位NA=kL(C—ca)m/sNa=Kg(Pa—P*a)kmol/(m2.s.kPa)Na=Ky(Y—Y*)kmol/(m2.s)13、假設(shè)氣液界面沒有傳質(zhì)阻力.故pi與ci的關(guān)系為呈相平衡一。如果液膜傳質(zhì)阻力遠小于氣膜的，則Kg與kG的關(guān)系為相等，在填料塔中，氣速越大,Kg越大，擴散系數(shù)D越大，Kg越大_。14、用水吸收空氣中少量的氨?？倸饬縑、氣溫t及氣體組成Y],Y2(進出口)均不變，而進塔水溫升高后:總傳質(zhì)單元數(shù)Nog：增大總傳質(zhì)單元高度Hog：不變最少液氣比(L/V)min：—增大相平衡常數(shù)m：增大—15、漂流因數(shù)表示式為P/PBm_,它反映整體移動對傳質(zhì)的影響。當(dāng)混合氣體中組分A的濃度很低時,漂流因數(shù)近似為1。當(dāng)A濃度高時，漂流因數(shù)大于1。16、在氣體流量、氣相進出口組成和液相進口組成不變時，減少吸收劑用量，則傳質(zhì)推動力將減小，操作線將靠近平衡線—、設(shè)備費用將增大17、某逆流吸收塔用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵幸兹芙M分，設(shè)備高為無窮大，入塔Y]=8%(體積)，平衡關(guān)系Y=2X,問(1)液氣比為2.5時，吸收率=_,(2)液氣比為1.5時，吸收率=_75%—。

二、在內(nèi)管為?180X10mm的套管換熱器中，每小時將3500kg的熱水從100°C冷卻到60°C，冷卻水進口溫度為40C二、在內(nèi)管為?180X10mm的套管換熱器中，每小時將3500kg的熱水從100°C冷卻到60°C，冷卻水進口溫度為40C，出口溫度為50°C,冷卻水用量；并流時逆流時并流時逆流時解傳熱系數(shù)K為8380kJ/(m2.h.K)，水的平均比熱容為4.19kJ/(kg.K)，求:(1)兩流體平均溫差兩流體平均溫差所需管長；所需管長；Q=GC(T1p1-T)=3500x4.19x(100-60)=586600kJ/h2586600C(t-1)4.19x(50-40)-14000kg"p(2)Atm并(3)1(T-t)-(T-t)1122lT-1ln11T—t22(T-t)-(T-t)

12…21

lT_tln12T—t21(100-40)-(60-50)=279。C160

ln-10(100-50)-(60-40)=3270C7^0

ln_20(4)d=0.17mm=Q/K=Q/KAtm并==2.51m28380x27.9l=A/(兀d)=l=A/(兀d)=并586600(5)A=Q/KAt==2.14m2逆m逆8380x32.72.14=A/(兀d)==4.01mm3.14x0.17三、一套管換熱器，用196kPa的水蒸氣加熱某料液，料液在?54X2mm的管道中流動，水蒸氣在管外冷凝，己知料液進口溫度為30C，出口溫度為60C，流量為4000kg/h，已知料液對管壁的傳熱系數(shù)為500w/m2K，蒸汽對管壁的傳熱系數(shù)為10000W/m2K；管內(nèi)壁的污垢熱阻為0.0004m2K/W，忽略管壁及管外污垢的熱阻。求:以上換熱器的管壁平均溫度為多少?若蒸氣改為150kPa,問此時料液出口溫度為多少？已知：①196kPa時水蒸氣飽和溫度為120°C；150kPa時為109°C。料液的定壓比熱cP=1.9kJ/kg?K,水蒸氣汽化潛熱為2200kJ/kg。改變條件后認(rèn)為液體物性不變，傳熱系數(shù)不變?；ぴ砭毩?xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案化工原理練習(xí)試題三答案肆肆/5伍伍/5叁叁/5解(1)以管內(nèi)壁為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)K為+Rd11d+Rd11d+1_

ad221500+0.0004+5010000X54K_401.2W/m2K心_(120-30)-(120-60)_74m~|120—30_ln120—60Q_KAAt1m對于水蒸氣到管壁之間的傳熱量Q_aAAt'22mAndL54其中二_」_—AndL5011At'_T—TmW由KAAt_aAAt'TOC\o"1-5"\h\z1m22mAfKAm_1_AtaAm22120—T401.250wx74^00054T_117.250CW(2)用150kPa蒸氣加熱,設(shè)出口溫度為t對于料液改變條件后與改變條件前所獲得的熱量比為:QGCAft—30t—30_2p__QGCAt60—30~10~2p(109—30)—(109—t)又因Q_dAtmAt，mIT79_t—30_109—tQKAAt1mAtm747974In109—t79741n_30109—tt_56.330C

四、某填料塔用純輕油吸收混合氣中的苯，塔截面積為lm2,的進氣量為1000標(biāo)準(zhǔn)m3/h，進料氣體含苯5%（體積百分?jǐn)?shù)），其余為惰性氣體，要求回收率95%，操作時輕油用量為最小用量的1.5倍，平衡關(guān)系Y=1.4X（Y,X為摩爾比），已知氣體總體積傳質(zhì)系數(shù)KYa=125kmol/m3h，輕油平均分子量170。求：（1）輕油用量kg/h?（2）完成該生產(chǎn)任務(wù)所需填料高度?解仃）Y=0.05=0.052611-0.05=(1-n)Y=(1-0.95)X0.0526=0.0026321X=02L(X—X)=V(Y-Y)1212=1000(1-0.05)=42.4kmol/h^24=1.33(L)Y-Y0.0526-=1.33=12=(V丿X*-X0.0526/1.4—min12L=1.5X1.33X42.4=84.6kmol/hL=84.6X170=14382kg/h(2)L=84.6X170=14382kg/h(2)AY=Y=0.002632Y-Y1淤2V丁(Y-Y)=L1.50.0526=0.025051.5x1.4AY1AYmZ=IV丿min=Y-mX=0.0175311AY-AY=12:]AY

In1A^2VY-Y12QKaAYYm°?°175和黑263=0.00785In0.002631000/22.4.0?0526-O.O。263=2.27肌0.00785五、在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒吸收混合氣體中的可溶組分A,入塔氣體中A的摩爾分率y1=0.03，要求吸收率n=0.95,巳知操作條件下mV/L=0.8(m=常數(shù))，平衡條件Y=mX，與入塔氣體版平衡的液相濃度X*]=0.03，試計算：操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)；吸收液的出口濃度X1；完成上述分離任務(wù)所需的氣相傳質(zhì)單元數(shù)NOg。解(1)Y=0.03=0.03093i1-0.03Y=(1-0.95)x0.03093=0.0015472(L)Y-Y0.03093-0.001547八“一=—1」==0.95mIV丿X*-X0.03093/mmin12min0.8xmin0.8x0.95一1.3160.03093-0.001547=0.97940.03093/1.031V=1.3160.80.03093-0.001547=0.97940.03093/1.03