化工原理答疑

化工原理答疑2024/3/26化工原理答疑5.量綱分析（因次分析）可以減少變量，減少實驗工作量，減少實驗設備，減少實驗流體種類。由無量綱數(shù)群（無因次數(shù)群）表示的關聯(lián)式可推廣應用于其他設備和其它流體，條件是什么？（P30）7.局部阻力產(chǎn)生的原因和實質(zhì)是什么？6.分析U形管壓差計受力平衡的重要依據(jù)是什么？4.什么叫速度邊界層？產(chǎn)生的原因是什么？8.如何計算非圓形截面管道的當量直徑？化工原理答疑1.U形壓差計2.機械能守恒方程

1.2基本公式3.阻力計算

4.Re計算

化工原理答疑1.3計算舉例

密度是1000kg/m3、粘度是1cP的水以10m3/h的流量在Φ51×3mm的水平管內(nèi)流過，在管路上某處流體靜壓強1.5kgf/cm（表壓），若管路的局部阻力略去不計，間距該處100m下游處流體靜壓強為多少Pa？（或者求壓差）（Re=3×103～1×105時，λ=0.3164/Re0.25）

化工原理答疑解：p21122化工原理答疑化工原理答疑5.IS50-32-125型號意義什么？第二章流體輸送機械2.1基本概念1.離心泵中，葉輪和泵殼分別起什么作用？2.離心泵葉輪有哪幾種類型？3.離心泵出廠時三條性能曲線是在什么條件下測定的？4.離心泵揚程的定義是什么？化工原理答疑6.離心泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象過程，產(chǎn)生的原因是什么？如何避免氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生？（76）7.對一臺特定的泵，由20℃清水測出的Δh允與V的曲線關系，是否可以通用于其它不同溫度下的任何一種流體？化工原理答疑1.管路特性曲線泵特性曲線2.泵的最安裝高度環(huán)境大氣壓工質(zhì)溫度由流量查附錄吸入管路阻力2.2基本公式化工原理答疑1～K截面

以允許吸上真空高度[HS]計算Hg,max化工原理答疑[例]有一精餾塔，操作壓力P塔=560mmHg(真空度)，釜內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)，塔釜連續(xù)出料，泵放在低于液面4.2m處,ρL=950Kg/m3,吸入管阻力ΣHf1-2=0.92m,Δh允=4.0m.問：泵能否正常操作？P塔4.2mF1122.3計算舉例化工原理答疑[解]P1為液體上方環(huán)境壓力，故P1即為塔內(nèi)的操作壓力，塔內(nèi)的絕壓為：P1=P塔=P0-P真=760-560=200mmHg∵塔內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)，PV=P塔，即操作壓力等于液體的飽和蒸汽壓因此，把泵放在低于液面4.2m處不能正常工作，會發(fā)生汽蝕應放在液面以下4.92m處（理論上越低越好）化工原理答疑1.顆粒的比表面積a，床層的孔隙率為ε，則床層的比表面積是多少？2.固定床結(jié)構的一維簡化模型有哪些特點？第三章過濾沉降流態(tài)化3.1基本概念化工原理答疑6.什么是臨界粒徑？旋風分離器性能好壞的標志是什么？3.流體流過濾餅即為流過一固體顆粒的固定床，因液體通過濾餅的流速較低，屬層流，過濾速率就是流體通過固定床的空速，是采用歐拉公式還是柯士尼公式？（P100）4.顆粒的沉降速度的定義是什么？5.降塵室氣體處理能力跟哪些因素有關？化工原理答疑1.過濾速率計算式2.恒壓過濾方程3.2基本公式化工原理答疑某板框壓濾機恒壓下操作,經(jīng)1h過濾,得濾液2m3，過濾介質(zhì)阻力可略。試問:①若操作條件不變,再過濾1h,共得多少濾液?②在原條件下過濾1h后即把壓差提高一倍,再過濾1h,已知濾餅壓縮性指數(shù)s=0.24,共可得多少濾液?

3.3計算舉例化工原理答疑∵Ve=0,V2=KA2τ即22=KA2×1∴KA2=4m6/h又(V

2)2=4×τ2=4×2,得V2=2.828m3(2)過濾1小時后,壓差提高一倍由K∝Δp(1-S)得

K'A2=(Δp'/Δp)(1-S)

KA2=2(1-0.24)×4=6.774m6/h則(V')2-V2=K'A2(τ

'-τ

)即(V')2-22=6.774×1∴V'=3.282m3

化工原理答疑3.鋼、不銹鋼、水、空氣在同溫度下的導熱系數(shù)（熱導率）的大小比較。它們隨溫度如何變化？1.傳熱的三種基本方式是什么？2.對流傳熱的特點是什么？第四章傳熱與換熱器4.1基本概念化工原理答疑7.折流板有哪兩種類型？折流板的作用6.冷熱流體換熱時，逆流與并流的優(yōu)缺點比較4.純凈蒸汽膜狀層流冷凝給熱時，實驗測定的給熱系數(shù)為什么會比努塞爾公式理論計算要高出20%左右？5.影響沸騰給熱的因素有哪些？化工原理答疑1.流體在管內(nèi)強制對流給熱流速或流量加倍2.串聯(lián)傳熱4.2基本公式化工原理答疑3.傳熱系數(shù)（看清題目給的條件，有些熱阻項可忽略不計）化工原理答疑欲設計一列管式換熱器,用110℃的飽和水蒸氣將1400kg/h的常壓空氣由20℃預熱到95℃。(1)若初步選定采用單管程換熱器,空氣走管程,管束由120根φ25×2.5mm的銅管組成。試確定所需的管束長度。(2)若選用雙管程浮頭式列管換熱器。管子總數(shù)、管長及直徑同上?？諝饬髁考斑M口溫度不變。則空氣的出口溫度有無變化?試計算之。在計算中,冷凝液膜的熱阻、管壁及其兩側(cè)污垢熱阻可忽略不計,其空氣平均溫度下的物性可取:黏度μ=0.02cP,比熱:Cp=1.0kJ/(kg·℃),導熱率λ=0.029W/(m?℃),密度ρ=1.076kg/m3。4.3計算舉例化工原理答疑解：（1）L=?Gi=(1400/3600)/[(120π/4)×0.022]=10.32kg/(m2?s)Re=di

Gi/μ=0.02×10.32/(0.02×10-

3)=1.032×104>104Pr=Cpμ/λ=1000×0.02×10-

3/0.029=0.69αi=0.023λRe0.8

Pr0.

4/di=0.023×0.029×(1.032×104)0.8×0.690.4/0.02=46.7W/(m2?K)∴Ki=αi∴Q=WC

CpCΔt=AiαiΔtm

Ai=WCCpC(t2–t1)/(αiΔtm)化工原理答疑Δtm=(90-15)/Ln(90/15)=41.86℃Ai=[1400×103×(95-20)/3600]/(46.7×41.86)=14.92m2∴Ai=nπdiLL=Ai/(nπdi)=14.92/(120π×0.02)=1.98m≈2m

（2）t2’=?∵Ln((T-t1)/(T-t2’))=Ki’Ai/(WC

CpC)(1)Ln((T-t1)/(T-t2))=KiAi/(WC

CpC)(2)∵K‘/K=α’/α=(Np’/Np)0.8=20.8(Np---管子數(shù)量）由(1)/(2)∴Ln((T-t1)/(T-t2’))=20.8Ln((T-t1)/(T-t2))∴Ln((110-20)/(110-t2’))=20.8Ln((110-20)/(110-95))∴t2’=106℃化工原理答疑1.分子擴散速率即菲克定律只適用于什么體系？第五章氣體吸收5.1基本概念2.雙膜理論的要點是什么？4.用水吸收空氣的CO2屬于氣膜控制還是液膜控制？3.表面更新模型對溶質(zhì)滲透模型作了哪些修正？化工原理答疑6.某一填料塔進行逆流吸收操作，當吸收因子A＜1且填料為無窮高時，氣液兩相將在塔頂還是塔底達到平衡？A>1又如何？5.降低體系的壓力、升高操作溫度有利于解吸還是吸收？化工原理答疑5.2基本公式化工原理答疑5.3計算舉例有一填料層高度為3m的逆流操作吸收塔，操作壓力為101.3kPa，溫度為23°C，用清水吸收空氣中的氨氣，混合氣體流率G為18kmol/(m2

h)，其中含氨6%（體積%），回收率為99%，清水的流率L為43kmol/(m2

h)，平衡關系為y=0.9x，氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)Kya與氣相質(zhì)量流率的0.8次方成正比，而受液體質(zhì)量流率的影響甚小。試估算在塔徑及其他操作條件不變的情況下，氣體流率增加一倍時，出塔氣體濃度變?yōu)槎嗌?？化工原理答疑屬低濃氣體吸收原狀況下：

化工原理答疑

氣體流率增加一倍時：化工原理答疑

化工原理答疑第六章流體蒸餾6.1基本概念1精餾原理是什么？蒸餾與精餾的區(qū)別在哪里？2恒摩爾流假設的要點是什么？什么樣的體系基本符合恒摩爾假設？3操作壓力對體系的相對揮發(fā)度、塔頂溫度、塔底溫度有何影響？4如何根據(jù)體系的總壓和體系各組份的飽和蒸汽壓來計算體系的液相和汽相組成？化工原理答疑5在化工生產(chǎn)中全回流用于什么場合？全回流時操作線方程是什么？6芬斯克方程的推導及應用它計算全回流時最少理論板數(shù)的基本條件是什么？7回流比恒定時，增大塔釜再沸器蒸發(fā)量和塔頂冷凝器冷凝量對XD和XW有何影響？8萃取精餾與共沸精餾相同點和不同點是什么？化工原理答疑6.2計算公式化工原理答疑6.3計算舉例測定某一精餾塔測實際理論板數(shù)為5塊,F=100kmol/h,xF=0.5,泡點進料,在某一回流比下得到D=20kmol/h,xD=0.9,xw=0.4?，F(xiàn)要求在進料不變及xD≥0.9條件下,增大塔頂產(chǎn)量,有人認為,由于本塔的冷凝器冷凝量和塔釜再沸器的加熱量均有富裕,因此,完全可以采取操作措施,提高塔頂產(chǎn)量,并有可能達到D=56kmol/h,你認為:（1）此種說法有無根據(jù)?可采取的操作措施是什么?餾出量理論上能達多少?（2）提高餾出量在實際上受到的限制因素有那些?化工原理答疑（1）在一定范圍內(nèi)提高R，相當于提餾段蒸汽回流量增加，可以降低xw，從而提高餾出物產(chǎn)量，D的極限值：ＤｘD≤ＦｘF，Ｄ≤100×0.5/0.9=55.56kmol/h這是物料衡算的極限,因此D=56kmol/h是做不到的。（2）實際生產(chǎn)上的限制還有:當回流量增加時,發(fā)生塔板上液泛和降液管液泛；塔頂冷凝負荷、塔底加熱負荷有一定限制。

化工原理答疑1.填料有哪幾種類型？第七章塔設備3.影響填料塔液泛速度大小的因素有哪些？4.空塔液泛氣速uf是根據(jù)?？颂亟?jīng)驗關聯(lián)圖計算而得，其中縱坐標體現(xiàn)不同尺寸的各種填料操作特性的參量是什么？5.篩板塔的塔板上液流類型有幾種？6.塔板負荷性能圖，每條線的名稱。2.填料塔操作時，哪些因素造成氣液相在塔截面上分布不均勻？如何解決？化工原理答疑第八章干燥8.1基本概念1.干燥截止經(jīng)預熱器預熱后，濕度H和溫度t如何變化？2.對熱敏性物料，為了提高干燥速度，可采取的方法是什么？3.干燥必要條件是什么？4.在恒定干燥條件下的恒速干燥階段，物料表面保持完全潤濕，物料表面的穩(wěn)定溫度是什么溫度？此階段為何稱表面汽化控制階段？5.降速干燥階段的干燥速率主要取決于哪些因素？化工原理答疑8.2基本公式化工原理答疑化工原理答疑

有一連續(xù)干燥器，干燥介質(zhì)為熱空氣，每小時處理濕物料1噸，干燥前后物料的含水量由20%降至3%（均為濕基），空氣進干燥器的濕度為0.001kg水/kg干空氣，離開