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化工原理试题库试题一一:填充题( 20 分)1、某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距为零,则精馏段操作线斜率等于 _,提馏段操作线的斜率等于_ ,回流比等于 _, 馏出液等于 _,回流液量等于 _。2、理想溶液的特点是同分子间作用力_异分子间作用力,形成的混合溶液中没有 _.。3、精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶组成_,塔底组成 _4、精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度,其原因 _、-。5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.70、0. 82,其中 x 40.70 ,试判断:y4_、y 5_、 x50.62、0.75、_。6 、塔板负荷性能图中有_线,分别是 _、_、_、_、_。7、在选择吸收剂时,应主要考虑的4 个方面是 _、_、_、_。8、对于低浓度气体吸收操作,在求传质单元数时,解析法的适用条件是_,对数平均推动力法的适用条件是_,梯级图解法的适用条件是_, 图解积分法的适用条件是_。9、生产上常见的脱吸方法有_、_、_。10、萃取过程是。11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域,曲线以内为_,曲线以外为 _,萃取操作只能在 _内进行。12、恒定干燥条件是指 _以及 _都不变。二:选择题( 30 分)1、精馏的操作线为直线主要是因为()A、理论板假设;B、理想物糸;C、塔顶泡点回流;D、恒縻尔流假设;2、某二元混合物,其中A 为易挥发组分,液相组成x A平衡的气相组成y A0.75 时,相应的露点温度为t 2 ,则(A、t 1= t 2;B、 t1 t 2 ;C、t1 t 2;D、不能判断;0.5 时泡点为)。t 1,与之相3、精馏操作中,若其它条件都不变,只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流,则塔顶产品组成xD变化为()。A、变小;B、变大;C、不变;D、不确定;4、二元溶液连续精馏计算中,进料热状况的变化将引起以下线的变化()。A、提馏段操作线与q 线;B、平衡线;C、平衡线与精馏段操作线;D、平衡线与 q 线;5、某真空操作精馏塔,在真空度降低后,若保持F、D、R、 xF 、q 及加料位置不变,则塔顶产品组成xD 变化为()。A、变小;B、变大;C、不变;D、不确定;6、不能引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是()。A、塔板间距过小;B、严重漏液;C、过量雾沫夹带;D、气、液负荷过大;7、对常压操作的低浓度吸收糸统,当糸统总压在较小范围内增时,亨利糸数E将(),相平衡常数将(),溶液解糸数H 将()。A、增加;B、降低;C、不变;D、不确定;8、操作中的吸收塔,当其它操作条件不变,仅降低吸收剂入塔浓度,则吸收率将();又当用清水作吸收剂时,当其它操作条件不变,仅降低入塔气体浓度,则吸收率将()。A、增大;B、降低;C、不变;D、不确定;9、低浓度逆流吸收操作中,若其它操作条件不变,仅增加入塔气量,则气相总传质单元高度将();气相 总传质单元数将()。A、增加;B、减少;C、不变;D、不确定;10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于()。A、溶解度曲线上方区;B、溶解度曲线下方区;C、溶解度曲线上;D、纵坐标线上;11、用纯溶剂 S 对 A、B 混合物进行单级理论萃取,当S 用量增加时,保持进料量 F 和组成 xF 不变,所获得的萃取液组成应()。A、增加;B、减少;C、不变;D、不一定;12、含水湿物料与一定状态下的空气(非饱和状态下的)相接触,能被除去的水分为()。A、结合水分和非结合水分;B、平衡水分和自由水分;C、非结合水分和部分结合水分; D、部分平衡水分和自由水分;三:计算题( 50 分)1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离,饱和液体进料,组成为 x F 0.5 ,塔顶馏出液组成为 0.9,釜液组成为 0.05,(以上均为易挥发组分的縻尔分率),相对挥发度为 3,回流比为最小回流比的 2 倍。塔顶设全凝器,泡点回流,塔釜为间接蒸汽加热。试求:进入第一块理论板的气相浓度?离开最后一块理论板的液相浓度?22、 有一填料吸收塔,填料层高 5m,塔径 1m,处理丙酮和空气的混合气体,其中空气的流量为 V 92 Kmol h ,入塔气体浓度 Y1 0.05 (比縻尔浓度,下同),操作条件为: P 101.3Kpa , t 250 C ,用清水逆流吸收,出塔浓度为 Y 2 0.0026 , X 1 0.0194 ,平衡关糸为 Y 2 X 。试求:体积吸收总糸数K ya ?每小时可回收丙酮量?3、 以三氯乙烷为萃取剂,在 250 C 时从含丙酮 33%(质量 %)的水溶液中萃取丙酮。丙酮水溶液的处理量为 1000 Kg h ,若用 320 Kg h 三氯乙烷进行连续逆流萃取,允许最终萃余液中含丙酮 8%。试用三角形相图求所需理论级数?(溶解度曲线和辅助曲线见下图)。试题九答案一:填充题1、1;1;无限大; 0;进料量。2、等于;体积效应和热效应。3、降低;增加。4、 高于;塔顶轻组分的浓度高,相应的泡点低;塔底压力高于塔顶,塔底的泡点较高。5、y 4 0.82 ; y 5 0.75 ; x5 0.62 。6、5 条;液泛线;漏液线;夹带线;液相负荷上限线;液相负荷下限线。7、溶解度;选择性;挥发度;粘性。8、操作范围内平衡线为直线;操作范围内平衡线为直线;操作范围内平衡线弯曲程度不大;各种情况。9、通入惰性气体;通入水蒸汽;降压。10、在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程。11、两相区;均相区;两相区。12、温度、湿度、速度与物料接触状况。二:选择题1、D 2、A。3、A。 4、A 。 5、A。 6、 B。7、C;B;C。8、A;C。 9、A;B。10、B。 11、D。 12、C。三:计算题1、 以F1Kmol为准, FD W , FxFDxDWxW。h得: D0.529 Kmol h ,W0.471Kmol h 。相平衡关糸为: y.x, y13.x。11 .x2.xq 线为: x 0.5,则, xq0.5 , yq0.75 。最小回流比为: R min0.6 。 R 1.2。精馏段操作线方程为: y0.545x0.41 。x D y10.9 , y13.x1, x1 0.75, y 20.545x1 0.41 , y 2 0.819 。1 2.x13同理提馏段操作线方程为:y1.405x 0.0202 。而塔釜相当于一块理论板。yw3.x w, xw0.05, yw0.1346 。1 2.x wy w1.405xn0.0202 , x n0.1115 。即:进入第一层理论板的气相浓度为0.819 ;离开最后一层理论板的液相浓度为 0.1115。2、 ZV.Y1 Y2 ,V92 Kmol。 Y1 0.05,Y 20.0026K ya.S. Y mhX 10.0194 , X 20 。Y10.0112 , Y 20.0026, Y m 0.006ZV.Y1 Y2 =592. 0.050.0026。 K ya 185 Kmol。Kya.S. YmK ya.14.12.0.006m3.h回收的丙酮量为: V . Y1Y24.361Kmol。h即体积吸收总糸数为185Kmol3;回收的丙酮量为 4.361Kmol h 。m.h4试题二一:填充题( 20 分)1、牛顿粘性定律 _,粘度在 SI 制中的单位是 _。2、常用测定流量的流 _._.。3、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_而变,不随 _而变,称为稳定流动。若以上各量既随_而变,又随_而变,称为不稳定流动。4、等边三角形的边长为a,其当量直径为 _。5、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是_ 型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的_ ,縻擦糸数 与 Re 的关系为_。6、泵是指,按其工作原理来分可分为_._._.。7、气体按压缩比来分,可分为 _._._.。8、降沉室内颗粒得以沉降的条件。9、过滤操作实际上是滤液通过_和_ 的流动过程,过滤速率是指。10、传热一般采用逆流操作,但为_._时采用并流操作。11、用二种厚度相同的材料保温时,往往把_ 的材料包在内层,以达到好的保温效果。12、蒸发是利用溶液中溶质的_,用加热的方法使部分溶剂汽化并除去_溶液的浓度或析出溶质。13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_,随其温度的升高 _。14、对流传热的热阻主要集中在_,因_强化对流传热的重要途径。15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在_Kpa。二:问答题( 30 分)1、流体的流动形态有哪几种?如何判断?2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?3、采用多级压缩的优点有哪些?4、列管式换热器为何要进行热补偿?5、单层圆筒壁的内、外半径分别为 r 1和 r 2 ,壁表面温度分别为 T 和 t ,若 t T ,试写出圆筒任意半径 r 处的温度表达式?三:计算题( 50 分)、流量为5000m3的水通过一根 20Km长的水平管,总压降为 0.5Mpa。1h现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m3?(设总压h降始终不变,流动始终为高度湍流,局部阻力忽略)。52、泵将 200 C 的水由一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为984mmm 的无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为 160m。且泵到管出口的距离为10m,其中流量为35m3h。(已知: p 0 1atm ,0.02, H s 3.0 m, N 电 2Kw ,电0.94 ).( 20 0C 时水,1000 Kg3 ,3 N .s3 Nm1.24102 , p 02.4102 )mm求:忽略动压头,求泵的安装高度?泵的轴功率和效率?3、一列式换热器规格如下:管长3m,管数 30 根,管径为25 2.5mm ,管程为 1,现拟选用此换热器冷凝、冷却 CS2 饱和蒸汽,使之从饱和温度 460C 降至10 0C 。 CS 2 走管外,其流量为 G 1 0.07 Kg s ,其冷凝潜热为 356 Kj Kg ,比热为1.05 Kw。水走管内,且与 CS 2 成逆流流动。冷却水的进出口温度分别Kg .0C为 50C 和 300C 。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为K 12000W和 K 2100W。问此换热器是否造适用?m2.0 Cm2.0C4、用一传热面积为10m 2 的蒸发器将某溶液由 15%浓缩到 40%,沸点进料,要求每小时蒸得 375Kg 浓缩液,已知加热蒸汽压强为 200Kpa,蒸发室的操作压强为 20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取 80C ,热损失可忽略不计。试求:()开始设入使用时,此蒸发器的传热糸数为多少?()操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任务,需将加热蒸汽的压力提高到 350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多少?查得 20Kpa 水蒸汽的饱和温度为60.10 C ,汽化潜热为 2354.9 Kj Kg查得 200Kpa 水蒸汽的饱和温度为查得 350Kpa 水蒸汽的饱和温度为试题二的答案一:填充题120.20C138.80C1、. dw 、 N.sm2。dy2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。3 、位置、时间、时间、位置。4、3 3 a 。5、抛物线、 0.5、 64 Re 。6、为液体提供能量的输送机械,离心式、往复式、旋转式和流体作用式。7、通风机、鼓风机、压缩机。8、颗粒的停留时间大于沉降时间。9、介质和滤渣层的流动,单位时间内所获到的滤液量。610、控制温度、降低粘度、减少阻力。11、导热糸数小的。12、不挥发性、提高。13、增加、增加。14、层流内层、减薄层流内层的厚度。15、10.13-101.3.二:问答题1、流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当Re2000 ,为层流,当 R e4000 为湍流。1、在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。2、避免压缩后气体温度过高,提高气缸容积糸数,减小功率,使压缩机结构更为合理。3、列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大( 50 0C 以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。. T t r2 .L. .Tt = 2 .L. . T t.ln4、 Qt T r 1lnr 2ln rln r 2r 1r 1r1三:计算题1、 设接平行管道后,总流量为 V3m3。h二平行管流量为 V m3h和 V2m3。1h板努利方程:1u3 2p3u1 2p1h f 12232u2pu2p3223h f 222图 2-1总压降相同得:. u 2 ,22. l 3 . u3 2. l 1 . u1 2 = . l10m3d21d 2d21u1 23, l 1 l 2 l 31 l。u1322u8uV 8V6330m3。2、11355hu1V351.53 m。图 2-21.d 21. .0.09 2 .3600s44u21.53 ms。7Z H su2 H su 2lu21.5320.02.501.532h f2g. .2g3.0.1.555m2gd2.9.810.092.9.81考虑 0.5m 的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.N 轴N 电电 2.0.941.88Kw .HZhlu 2u 2.Z . .2g进 出 2gdH110.02160 5010.5 . 1.532.H16.75m .0.092.9.81NHQg16.75.35.1000.9.81 / 36001.6Kw .N85% .N电3、换热器已有的传热面积: A n. .dl 30.3.14.0.025.37.07m2 。求所需的传热面积:冷凝段的热量: Q1 = w.r0.07.356 24.9Kw冷却段的热量: Q 2w.C 1. T 1 T 20.07.1.05.362.65Kw 。总热量为: Q= Q1 + Q 2 =27.55Kw冷却水的用量: G水Q27.550263 KgC. t 2t 14.187. 305s冷却水离开冷却段的温度: t t1Q52.650C7.4G水 C比0.263.4.187冷凝段的温度差:467.4463025.70Ctln 467.44630冷却段的温度差:467.4105tln 467.416.40C105冷凝段所需传热面积:冷却段所需传热面积:AQ24.9.10004.84m21K . t200.25.7A2Q2.65.10001.61m2K . t100.16.4所需的总的传热面积:A=6.45 m2 .4、水分蒸发量: WF . 1x00.625F , F W375 .x1F=1000Kg ,W=625Kg68.10 C 。溶液的沸点为t60.18传热糸数 K 为: KQ625.2354.9.1000785 wAt10.3600. 120.2 68.1m2 .0 CK Q625.2354.9.1000改变压力后的传热糸数:A t578 wm 2 .0 C 。10.3600. 138.8 68.1可见结垢以后的传热糸数降低。8试题三一:填充题( 18 分)、空气在标准状态下密度为Kg,在 0.25Mpa 下(绝压)800C时的密11.29m3度为 _。2、产生流体阻力的原因有 _._3、转子流量计在安装时应 _。4、连续性方程 u1s1u2 s2 是_指导出来的,它适用 _流体。5、 直管阻力的表示式为 _,管中流出出 =_流入管中入 =_。6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生_现象。7、 往复式压缩机的工作循环为 _._ ._.四个阶段。8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是_._.9、固定管板式列管式换热器中,压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走_程。10、一根暴露在外的热管子以 _._散发热量。11、0.023.R e0.8 . Pr n 式中两个准数 Re=_,Pr=_. 若液d内体被冷却时 n=_。12、多效蒸发主要有 _._.三种典型流程。二:判断题( 18 分)1、在并联管路中,它们的阻力相等,同理在串联管路中,它们的流速也是相等的。(稳定流动)。2、 转子流量计可以读出任何流体的流量。3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时,在SI 制中属层流范围,在 cgs制中属湍流范围。4、粘度是流体的物理性质之一,则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关,与沉降高度无关。7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作,随着过滤时间的增加,滤液量不断增加,生产能力也不断增加。9、多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各层阻力之和。10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。11、多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热糸数小,则该层的导热热阻大,推动力小。12、若以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。913、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。14、在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率,二次蒸汽利用一次称为单效蒸发,利用二次称为双效蒸发,依次类推。16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。18、总传热糸数 K 可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关。三:计算题( 64 分)1、 图示,“ U”管压差计甲的上部管内充满了水,下部为汞,汞的液面落差为 3cm ,求 P12 ?若再接一“ U ”管压差计乙,其上部仍为水,下部放置不知名的液体,且测得 R乙63.5cm ,求 乙 ?2、一降层室长为 5m,宽为 3m,高为 4m。P1P2内部用隔板分成 20 层,用来回收含尘气体中的球形固体颗粒,操作条件下含乙甲尘气体的流量为 36000m3 h ,气体密度0.9 Kgm3,粘度为0.03mPa.s 。4300 Kg尘粒密度。试求理论上能m3100%除去的最小颗粒直径?3、外径为 200mm 的蒸汽管道,管外壁温度 为160 0C 。管外包以导热糸数为图 3-10.08 1.1 10 4t 的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过600C ,每米 管长的热损失不超过 150 w m 。问保温层的厚度应为多少?4、欲将浓度为 25%,沸点为 131.50C ,流量为 3600 Kg h 的 NaOH 水溶液经蒸发浓缩到 50%。料液的进口温度为200C ,加热蒸汽的压强为(绝392.4Kpa压),冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取1100W,溶液的密度为 1500 Kgm2.K。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸m3发器所需的传热面积? C4.93 KjKg .0 C已知: p=53.32Kpa, t830C ,r2000KjKgp=392.4Kpa,T142.90CR2143KjKg试题三答案一:填充题1、 2.5 Kg m3。2、内縻擦力和流体的流动状态。103、保持垂直。4、质量守恒定律、 1 2、 . lu 2、1、0.5.6、 气蚀现象。52d7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量9、管程。10、自然对流、热辐射。11、 R ed .u、 Pr.C p、 n 0.312、并流、逆流和平流。二:判断题6、10、17 为对,其余都为错。三:计算题1、 p示测 Rgp13.61 .0.03.9.81.1033.708Kpa 。p示1 .0.635.9.81.10 3 3.708Kpa ,示 1600Kgm3。300m 2。2、降沉室的总面积: A 20.5.3V360000.033 m。沉降速度: u300.3600As设沉降区为层流,则有: ud 2.s.g180.033d 2. 43000.9 .9.81 ,d2.06105m 。18.0.03.10310 5 .0.033.0.9验算:du2.060.661。Re0.03.1030.0921 w3、保温材料的导热糸数 :。m.KQ2 .T t2.3.140.0921 160 6047mm。lln Rln 100150 ,r1004、水分蒸发量:WF . 1x03600. 1251800 Kg。x150h加热蒸汽消耗量: DF .C. t 0t f3600.4.93. 131.5200.736 Kg s。R2143所需的传热面积为: AD .R0.736.2143125.9m2 。K . t1100. 142.5 131.5即所需的加热蒸汽消耗量为0.736 Kg s 。所需的传热面积为125.9m 2试题四11一:填充题( 20 分)1、边界层的形成是流体具有_结果。2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时,按_管内的流速来计算动能项。3、长方形的长为2a,宽为 a,其当量直径为 _4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_.25、经内径为 158mm 的钢管输送运动粘度为 90 m s 的燃料油,若保持油品作层流流动,则最大流速不能超过 _。6、用离心泵在两个敞开容器间输液,若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将 _。1、离心泵的工作点是 _曲线与 _曲线的交点。8、往复式压缩机的余隙糸数=_, _-,则容 增大,生产能力_。9、沉降操作是指在某种 _中利用分散相和连续相之间的_,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_和_沉降两种方式。10、工业上常用的过滤介质主要有_、_、_。11、在过滤操作中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是_而不是 _。12、在平壁稳定热传导过程中,通过三层厚度相同的材料,三层间的温度差变化是依次降低,则三层材料的导热糸数的大小顺序_。13、沸腾传热可分为三个区域,它们是_、_、_ 。应维持在 _区内操作。14、用饱和蒸汽加热水,经过一段时间后,发现传热阻力迅速加大,这可能是由于所引起的。15、温度差损失包括、_、。二:选择题1、层流和湍流的本质区别是()A、流速不同;B、流通截面积不同;C、雷诺数不同;D、层流无径向流动,湍流有径向流动;2、选择下述流体在管路中常用的流速(1)、过热水蒸汽( ),( 2)、水及一般流体( );(3)、压强较高的气体( ),( 4)、粘度较大的液体( );、1-3ms,B、0.5-1 ms ,C、15-20m,D、30-50m_Ass3、离心泵铭牌上标明的是泵在()时的主要性能参数。A、流量最大;B、压头最大;C、效率最高;D、轴功率最小;4、下列结论正确的是()。A、 液体的粘度随温度的升高而减小;B、气体的粘度随温度的升高而增大;12C、液体的粘度基本上不随压强变化;D、 气体的粘度随压强增大而减小。5、离心泵吸入管路底阀的作用是()。A、阻拦液体中的固体颗粒;B、避免出现气蚀现象;C、维持最低的允许吸上高度;D、防止启动前充入的液体从泵内漏出;6、在一个过滤周期中,为了达到最大生产能力应()A、过滤时间应大于辅助时间;B、过滤时间应小于辅助时间;C、过滤时间应等于辅助时间;D、过滤加洗涤所需时间等于1/2 周期;7、下述说法中正确的是()。A、过滤速率与过滤面积成正比;B、过滤速率与过滤面积的平方成正比;C、过滤速率与滤布阻力成反比;D、过滤速率与操作压差的平方成正比;8、在降尘室中,尘粒的沉降速度与下列因素无关的是()。A、颗粒的几何尺寸;B、颗粒与流体的密度;C、流体的水平流速;D、颗粒的形状;9、旋液分离器是利用离心力分离()。A、离心机可分离液液混合物; B、离心机可分离液固混合物;C、离心机可分离气固混合物;D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相;10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时,影响传热过程的将是()。A、管壁热阻;B、管内对流传热热阻;C、污垢热阻;D、管外对流传热热阻;11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是()。A、设置折流挡板;B、增大板间距;C、增加管程数;D、增加管内流体的流速;12、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有(),走壳程的有()。A、高压流体;B、蒸汽;C、易结垢的流体;D、腐蚀性流体;E、粘度大的流体;F、被冷却的流体;13、采用多管程换热

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