化工原理复习习题.doc

化工基础习题1夹套反应釜的内径为80cm，釜壁碳钢（），板厚8mm,衬搪瓷厚3mm（），夹套中通饱和水蒸气（）加热，水蒸气温度为120，釜内为有机物（），温度为80。试求该条件下单位面积的传热速率和各热阻占总热阻的百分数。解：内径0.8m外径0.822m,可以近似地作为多层平面壁定态传热考虑。 单位面积的传热速率各层热阻占总热阻的比例：水蒸气：金属管壁：搪瓷：有机物：若忽略水蒸气热阻和金属管壁热阻，计算每平方米壁面的传热速率： 忽略热阻较小的水蒸气和金属管壁造成的计算误差：（5.71-5.51）/5.51=3.6%误差不大。因此，在液-液热交换过程中，金属管壁的热阻通常是可以忽略的。2在列管加热器中，20原油（）流经管内，管外用120饱和水蒸气（）加热，无缝钢管，管内油垢层后1mm，。试求通过每米管长的传热速率；若将两侧流体的传热膜系数分别提高一倍，则传热速率有什么变化。解：可根据多层圆筒壁的总传热方程计算。原油一侧的传热膜系数提高一倍：饱和水蒸气一侧传热膜系数提高一倍：可见，提高传热膜系数大的一侧流体的传热膜系数，对总传热影响不大。提高传热膜系数小的一侧流体的传热膜系数，对总传热速率提高是有意义的，后者说降低热阻大的一侧流体的热阻，对传热影响大。若总传热计算式中全部用给热系数小的一侧的内径计算：若全部按平均半径计算：计算误差不大。3用134的饱和水蒸气（304kpa）通入夹套，使沸腾的甲苯汽化成甲苯蒸气送往反应器，甲苯沸点为110.6,(气化热363.5kJkg-1),加热面为1m2,每小时气化200kg甲苯。试求传热系数K。若保温后尚有10%热损失，试求水蒸气每小时消耗量。解：冷热流体都发生定态恒温传热过程,温差为t=T-t。加热面A=1m2甲苯气化吸热速率水蒸气凝结放热速率90%=甲苯气化吸热速率：（教科书思考疏漏）4流量为3000kg/h的热油将冷油从20预热至55。热油进换热器的温度为100，出口为60，逆流操作。热油的比热为1.67kJkg-1k-1。 K=0.25kwm-2k-1，求传热面积？ 解：依据总传热方程，求算传热面积5在一个换热面积为36.9m2的换热器中，要求30的原油来冷却重油，使重油从180冷却至120。重油与原油的流量分别为1104kg/h、1.4104kg/h。重油与原油的比热分别为2.18和1.93kJ/kgk。 求并流时的总传热系数K。解：依据总传热方程，求算传热系数，并流温差6用每小时41.5m3 的30的水将某精馏塔上升蒸汽全部冷凝下来，如冷凝器用 252.5 的管子，管长3m，需多少根管子？已知：上升蒸汽的质量流量qm = 2815.2 kg/h,T = 75上升蒸汽的传热膜系数 1 = 1200 w/m2 k 冷却水与管壁的传热膜系数 2 =1000w/m2k钢管 = 50w/m k 上升蒸汽的潜热如下： 苯酚 丙酮 苯乙烯 异丙苯 水 流量kg/h：22.8 2706 5.1 0.9 80.4HkJ/kg：510.8 487.8 330.8 320.3 2256问题分析：，解：因流体一侧为相变，定态恒温，所以按并流或逆流计算平均温差