化工原理习题整理汇总.docx

第一章测试及答案第一题 填空题（22分）1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 不变 。2. （3分）米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的 2 倍。3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变 变大 ，直管阻力变 变小 ，计算局部阻力的当量长度变 变大 。4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为 7000 。5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为6.510-4Pas）流经内径为20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为 1625 ，流动形态为 层流 ，摩擦系数为 0.0394 。6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为56mm3mm，小管规格为30mm2.5mm，液体黏度为1 Pas，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为 20000 。7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速 减小 ，动压头 减小 ，静压头 增大 。第二题 选择题（每题4分，共28分）1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。A.E1E2E3 B. E1=E2E3 C. E1=E2=E3 D. E1E2=E31232、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B ）。 A. 增厚 B. 减薄 C. 不变3、在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们读数相同时，可以认定管中的流体（ C ）。 A、静止不动 B、向上流动C、向下流动 D、以上都有可能4. 转子流量计的主要特点是（ C ） A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ）。 A、与管壁粗糙度无关 B、与雷诺数无关C、与管壁粗糙度、雷诺数有关 D、只与管壁粗糙度有关6. 水在异径管中作稳定流动，体积流量为qv，质量流量为qm，质量速度为G，平均流速为u，则在流动中数值不变化的是（ D ）。 A、G和u B、qv和GC、qm和 u D、qv和qm7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值 C 。A) 与光滑管一样；B) 只取决于雷诺准树Re;C) 只取决于相对粗糙度；D) 与粗糙度无关。三、计算题： 第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从1084mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按hf=16.15u2 (J/kg)计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求（1）A-A截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s？（2）水的流量为多少m3/h？ 解：（1）设水槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方程式得：Z1g + (P1/) + (u12/2) = Z2g + (P2/) + (u22/2) +hf-3分 代入数据：109.807+0+0=29.807+0+0.5 u22+16.15u22- -3分得 u2=2.2 m/s -3分 水在管内连续流动 dA=d2 , A-A截面处流速 uA=u2=2.2m/s-3分（2）qV=3600(0.1)22.2/4=62.17m3/h-5分第2题（17分）：敞口容器的侧壁装有内径为25mm的短管，用以排水。水以4.5m3/h的流量连续加入容器内，以维持液面恒定，如图所示。试求容器中的水位高度。解：短管中的流速u=qv/（d2/4）=2.55 m/s在容器的恒定液面1-1及侧壁短管出口外侧2-2截面间列伯努利方程（以短管中心线为基准面），得z1g+u12/2+p1/+ he= z2g+u22/2+p2/+ hf其中p1=0（表压），p2=0（表压），u10，he=0，z2=0，u2=0故z1g=hf因放水管很短，可以忽略直管阻力，即hf （c+ e）u2/2=（1+0.5）u2/2故z1g=1.5u2/2=1.52.552/2解得z1=0.497m第3题（16分）：在如图所示的并联管路中，支路ADB长20m，支路ACB长5m（包括管件但不包括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm，直管阻力系数皆为0.03，两支管各装有一个阀门，一个换热器，换热器的局部阻力系数皆等于5。试求：当两阀门全开时，两支路的流量之比。解：下标“1”和“2”分别表示支路ACD和ADB,因并联支路的阻力损失相等，所以u1 2/u22=（2l2/d2+F +D）/（1l1/d1+E +C）=1.8qv1/ qv2= u1 /u2=1.34此例说明,对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分配的不均匀，使设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分注意。第一章总复习1当理想流体在变径管路中做稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 降低 。2实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re_2000_时，流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数与_Re_成反比；湍流时，当Re一定，则随/d的增加而_增加_。P29 图1-323. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值 C 。E) 与光滑管一样；F) 只取决于雷诺准树Re;G) 只取决于相对粗糙度；H) 与粗糙度无关。,水力光滑管,与Re有关,与/d无关, ,与Re、/d都有关, Qe，提供的压头30mHe；且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。一、填空及选择题1.离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_，流量_，效率_，轴功率_。不变；不变；不变；变大2. 离心泵并联操作的主要目的是（ C ）A、增大位能 B、增大扬程 C、增大流量3. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：_泵特性曲线H - Q _和_管路特性曲线H - Q _。4. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这种现象称为_现象。气缚5. 现用离心泵将河水抽送到水塔中，其管路特性曲线方程为He=20+2.5105Qe2 (式中He的单位为m, Qe的单位为m3.s-1)； 当输送量为20 m3.h-1时，则泵的扬程为_m。 27.76.离心泵采用并联操作的主要目的是提高（扬程或流量）_，串联操作的目的是提高（扬程或流量）_。提高流量，提高扬程7. 当离心泵出口阀门开大时，流量 ，泵出口压力 。变大 降低8. ( 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 （进或出）口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数变 ，压力表的读数变 。（出口 减小 增大由于流量的增大，流速增大，动能增大，由伯努利方程知压能减小，即压强降低，故泵出口压强表读数下降。泵入口的压力也是降低的，只不过泵入口压力是小于大气压的，小于大气压的数值叫真空值，此值越大，表示压力越小，由真空表来量测，所以流量增大，真空值由真空表读数增大。）9. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( ) A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 C二、简答题1. 离心泵有哪些基本参数和特征曲线？ 离心泵的基本参数是：流量、扬程、功率和效率。离心泵的特征曲线是：HeQe扬程曲线，NeQe功率曲线，-Q效率曲线。2.离心泵为什么会出现气蚀现象？ 是因为叶轮入口及其背面存在低压区，随着吸水高度E的增加。Z=(pa-pc)/(g)-uc2/2g-hfc 则吸入口压力pc减小，当pc减小到某一值时，低压区的压力pk就会等于小于送液的饱和蒸汽压ps。即pkps，低压区液体沸腾，产生大量气泡，同时，溶解在液体中的空气，也会因压力降低而逸出，生成的气泡，随液流流入叶轮高压区，气泡就会破碎，体积骤然缩小，大量液体就会冲击过去，冲击点可达上百个大气压，且频率非常高，冲击波及气中微量氧共同作用可使叶轮及原壳出现斑痕，甚至呈海绵状，即气蚀。三、计算题（ 欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m ,试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应如何重新安排？（最大允许安装高度：Hg=P0/g-PV/g -Hf(0-1)-(NPSH)r+0.5）3.5m由液面最高处和离心泵入口出列柏努利方程，得Hg=(Po-Pv)/g-(NPSH)r+0.5-Hf,0-1-3分 =(67*1000-67*1000)/986*9.81-(3.7+0.5)-0.87 =-5.07m-5分由于-5.07mHg=-3.5m-2分所以，此泵不能正常操作。-2分要使泵正常操作，须将其移埋入地下（或设备提升）1.6m。-2分2.欲用离心泵将20水以30m3/h的流量由敞口水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，两液面高度差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵的效率为0.6，求 （1）泵的轴功率；（2）若已知泵的必须汽蚀余量为2.5m，20水的饱和蒸汽压为2338.43Pa，问上述安装高度是否合适？水的密度可取1000kg.m-3，外界大气压为10mH2O。(1)如图取11，22截面，并以11截面为基准面，列柏努利方程得： HZHf 1-2181322m -4分 PaqVHg/ (30/3600)2210009.8/0.63kw -4分(2)由题目所给已知条件，得泵的最大允许安装高度为：Hg=p0/g pv/g Hf(0-1) (NPSH)r+0.5-3分=10 2338.43/1000/9.81 1 (2.5+0.5) =5.76m -3分 由于实际安装高度仅2米，安装高度合适。 -2分3.某离心泵在一定转速下的特性方程为H = 26 - 0.4106Q2 ，用该泵将水从贮槽抽送至某高位槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为10米。管路系统的阻力损失hf = 0.6106qV2 (hf 的单位为米，qV的单位为m3/s)。试计算：（1） 若两槽中水位恒定，求流量。（2） 开始时，两槽液面位差是10米，过程中如高位槽中液位恒定，求低位槽中液面下降两米所需的时间，低位槽面积为100m2。解:（1）管路特性方程：H=10+hf=10+0.6106Q2 -3分泵特性方程：H=26-0.4106Q2联立以上二方程，解得，管路中的实际工作点：Q=410-3m3/s=14.4m3/h -3分(2)列瞬时柏式方程，以低位槽液面为基准水平面，得H=(10-Z)+ hf=10-Z+0.6106Q2 -3分和离心泵特性方程H=26-0.4106Q2联立得：26-0.4106Q2 = 10-Z+0.6106Q2 -2分解得：Q=0.001(16+Z)0.5-1分代入低位槽物料衡算式：0-Q=AdZ/dt，得：-0.001(16+Z)0.5dt=-AdZ两边进行积分，t：0 - t，Z：0 - (-2)得 t=5.17104s=14.4h-4分4某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa，夏季的水温为20，饱和蒸汽压为2338.43Pa。Hg=Po/(g)-Pv/(g)- Hf-(NPSH)r+0.5-5分=90*103/(1000*9.81)-2338.43/(1000*9.81)-3-(3.5+0.5)=1.93m -4分1.93m3m=Hg所以，不能正常操作，会发生汽蚀现象。-5分第四章1.非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为 B 。A)d=6V/S，此处V为非球形颗粒的体积，S为非球形颗粒的表面积B) d=(6V/)1/3C) d=(4V/)l/3D)d=（Kv/)l/3，k为系数，其值与非球形颗粒的形状有关2.下列说法正确的有 ABCD 。A)单位体积固体颗粒所具有的表面积称为该固体颗粒的比表面积B)根据不同方面的等效性（表面积等效、体积等效、比表面积等效等），可以定义不同的当量直径C)形状系数是与非球形颗粒体积相等的球的表面积除以非球形颗粒的表面积D)对于球形颗粒，只要一个参数（即颗粒直径）便可唯一的确定其体积、表面积及比表面积3.“颗粒度分布越不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“一般壁附近床层空隙率较层中心的空隙率大”则（D ）A)这两种说法都对 B)这两种说法都不对C)只有第一种说法对 D)只有第二种说法对4.影响流体通过固定床的压降的因素有 、 和 ，其中影响最大的因素是 。操作变量u，流体物性和；床层特性和a；空隙率5.流体通过颗粒层的流动多呈 状态，故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。爬行 6.在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。滤饼层 过滤介质7.颗粒的粒度分布越不均匀，所形成床层的空隙率越 。在器壁附近床层空隙率较 ，床层中心处空隙率则较 。小 大 小8.过滤操作中有时在滤浆中加入一些助滤剂，原因是 。过滤时能形成疏松的饼层，减小滤液的流动阻力9、过滤速度是指 。单位时间、单位过滤面积所获得的滤液体积10、推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是（ ）。A、 固体颗粒的沉降速度 B、滤饼的可压缩性C、液体的层流流动 D、过滤介质的比阻11. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ ）微粒的沉降时间。 A. ； B. ； C. ； D. 12. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是（ ）。A、介质阻力；B、滤渣阻力；C、介质和滤渣阻力之和。13. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。 A. 最小； B. 最大； C. 平均；14. 旋风分离器主要是利用（ ）的作用使颗粒沉降而达到分离。 A. 重力； B. 惯性离心力； C. 静电场15. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（ ）倍。 A、1； B、0.5； C、0.2516. 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。 A. 颗粒密度； B. 空气粘度； C. 颗粒直径17.过滤速率的定义是_ ，在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变_ 。18.板框压滤机洗涤速率是过滤终了过滤速率的_倍。19 欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（ ）。A、提高降尘宝的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积20. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_三个力的作用。当此三个力_时，微粒即作匀速沉降运动。21. 球形粒子的球形度( )；非球形粒子的球形度（ ）。 A. 等于1； B. 小于1； C. 大于122. 恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（ ）。 A. 加快； B. 减慢； C. 不变23.降尘室做成多层的目的是_ 。24、恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤时间减半，其它条件均不改变，则所获得的滤液量（ ） A、为原来的1/3倍 B、为原来的倍C、为原来的 倍 D、为原来的1/2倍25、过滤介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩，若恒速过滤过程中，在相等时间滤液体积由V1增多至V2= 2V1时，则当操作压差由P1增大至P2，P2= P1。26、对于可压缩滤饼，若过滤压差增倍，则过滤速率（ ）。A增加一半 B、增加一倍C、基本不变 D、有所增加但增加不到一倍27、恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度 ，过滤速率 。 28、恒压过滤且介质阻力忽略不计时，若粘度降低20%，则在相同条件下所获得的滤液量增加（ ）。A、11.8% B、9.54%C、20% D、44%29、将降尘室分成多层后，若能100%除去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力 ，沉降速度 ，沉降时间 。（增大、不变、减小）30、洗涤滤饼的主要目的是 31、在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关（ ）。A粒子的几何形状 B、粒子的几何尺寸C、流体与粒子的密度 D、流体的流速第六章 传热1.（ C）是一种以电磁波传递热能的方式。A、传导 B、对流 C、辐射2. 在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气，此时传热管的壁温接近_流体的温度，总传热系数K接近_流体的对流给热系数。蒸汽 空气3. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（ A ）沸腾下操作。A、核状 B、稳定的膜状 C、不稳定的膜状4. 对外来辐射能吸收率为100%的物体称为_ _（黑体或灰体），对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体称为_ _（黑体或灰体）。黑体，灰体5.蒸汽冷凝时，膜状冷凝的( C )滴状冷凝的。A. 等于 B. 大于 C. 小于6. 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为1，大于第二种的2，若作为换热器材料，应选用 _种；当作为保温材料时，应选用_种。第一第二7.进行换热的两流体，若12时，要提高K值，应设法提高_；当12时，要提高K值，应使_。2；1与2同时提高8. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（B）。 A. 蒸汽 B. 空气 C. 蒸汽与空气的平均值9.套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时:（1）传热系数应 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( A )（2）空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( B )（3）壁温 A 增大B 略有减小 C 基本不变 ( B )5. 对一台正在工作的列管式换热器，已知1116w.m-2.K-1， 211600 w.m-2.K-1，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（ A ）。 A. 设法增大1; B. 设法增大2; C. 同时增大1和2。10. 当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？简要定性分析主要原因。 答：因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：（1）当T1、T2、t1、t2四个温度一定时，逆流操作的tm比其它流向大。根据：Q=KAtm，当K、A一定时，tm则Q，对现有的换热器来说，可提高生产能力。当Q、K一定时，tm则A，对生产能力要求一定时，新设计制造换热器由于A较小，设备尺寸可减小，节省投资费。（2）一般逆流操作的正常操作费比其它流向要少。逆流操作时，载热体用量比其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。一、 在内管为180*10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100冷却到60，其平均比热Cp（烃）=2.38kJ/kg.，水从40加热到50，其平均比热Cp（水）=4.17kJ/kg.，基于传热外面积的总传热系数Ko=2000W/m2.，设其值恒定，忽略热损失。试求：（1） 水用量；（2） 计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。答：（1）qmh.Cph.(T1-T2)=qmc.Cpc.(t2-t1)-3分3500*2.38*(100-60)= qmc *4.17*(50-40)qmc =7990Kg/h-4分（2）t(逆)=（50-20）/ln(50/20)=32.75-2分t(并)=（60-10）/ln(60/10)=27.93-2分Q= qmc.Cpc.(t2-t1) =7990*4.17*(50-40)=3.332*105kJ/h-2分A(逆)= Q/Kot(逆)=3.332*105/(2000/1000)*32.75*3600=1.41(m2)L(逆)= A(逆) /(3.14*0.18d2)=1.41/(3.14*0.18)=2.5m-2分A(并)= Q/Kot(并)=3.332*105/(2000/1000)*27.93*3600=1.66m2L(并)= A(并) /(3.14*0.18d2)=1.66/(3.14*0.18)=2.93m-2分二. 有一列管换热器,用-15的液氨蒸发来冷却空气。空气在换热器的簿壁列管内作湍流流动, 由40冷却到 -5，液氨侧的对流传热系数为1880w.m-2.K-1，空气侧的对流传热系数为：46.5 w.m-2.K-1，忽略管壁和污垢热阻。求： (1)平均温度差； (2)总传热系数。1） tm （(40-(-15)-(-5-(-15)）/ ln(55/10)26.42）1/K1/46.5 + 1/1880 K45.4w.m-2.K-1三、有一套管换热器，内管为542mm，外管为1164mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50，出口温度为80，流量为4000kg/h。环隙为133.3的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为r=2168.1kJ/kg，冷凝传热系数为11630W/m2.K。苯在5080之间的物性参数平均值为密度=880kg/m3 ，比热Cp=1.86kJ/kg.，粘度=0.00039Pa.s，导热系数=0.134W/m.K，管内壁污垢热阻为0.000265.m2/W，管壁及管外侧垢阻不计，在圆形直管内做强制湍流时对流给热系数计算公式：=0.023*(/d)(Re)0.8(Pr)0.4试求：(1)加热蒸汽消耗量D；(2)所需的传热面积（以内管外表面计）。（1）Q=D*r=q m苯Cp(t2-t1)=4000*1.86*(80-50)=223200kJ/hD=223200/2168.1=103kg/h-5分(2) do/di=54/5010000Pr=1.86*1000*0.39*0.001/0.134=5.41i=0.023*(0.134/0.05)(7.25*10000)0.8(5.41)0.4=936.3W/m2.K-3分K=1/(1/936.3+0.000265+1/11630)=704.7W/m2K-2分tm=(83.3+53.3)/2=68.3-2分传热面积A=Q/(Ktm)=223200/(704.7*68.3)=4.64m2-2分四、（18分）90的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50，换热器的换热面积为6m2，传热系数K=230W/m2.，正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18水，热损失可以忽略。求： A）冷却水出口温度； B) 冷却水消耗量。70正丁醇Cp=2.98kJ/kg.，水Cp=4.187 kJ/kg.。Q=qmh.Cph.(T1-T2)=(1930/3600)*2.98*1000*(90-50)=63900W-5分tm=Q/KA=6.39*10000/(230*6)=46.3-4分tm=(T1-t2)+(T2-t1)/2=(90-t2)+(50-18)/2=46.3所以，t2=29.4-4分冷却水消耗量qmc=Q/(Cpc(t2-t1)=6.39*10000/(4.18*10000*(29.4-18)=1.34kg/s=4800kg/h-5分由于两端温差分别为60.6和32，故平均温度差采用算术平均是可以接受的。五、某厂一单管程单壳程列管换热器，列管规格为25*2.5mm，管长6m，管数501根，管程走热气体，流量为5000kg/h，平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500；壳程走冷气体，流量为4000kg/h，平均比热3.14kJ/kg.K，进口温度30。（1） 逆流操作时，测得热气体的出口温度为200，求总传热系数K为多少（W/m2K）;（2） 如采用并流操作，热气体的出口温度有无可能降为200？为什么？解：（1）Q = qm1.Cp1.(T1-T2)= qm2.Cp2.(t2-t1)= 5000/3600*3.04*1000(500-200)=1.26*106 W-3分t2=5000*3.04*(500-200)/(4000*3.14)+30=393-2分A=n.d.l=501*3.14*0.025*6=236m2-2分tm=(500-393)+(200-30)/2=139-2分K=Q/(Atm)=1.26*106/(236*139)=38.4W/m2.K-2分(2) 因为并流操作时，应有T2t2，由前热量衡算可知，当T2=200时，t2=393(T2)，所以并流操作时，T2不可能达到200。-6分六、90的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50，换热器的换热面积为6m2，传热系数K=230W/m2.，正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18水，热损失可以忽略。70正丁醇Cp=2.98kJ/kg.，水Cp=4.187 kJ/kg.。求： A）冷却水出口温度；B) 冷却水消耗量。解：Q=qmh.Cph.(T1-T2)=(1930/3600)*2.98*1000*(90-50)=63900W-5分tm=Q/KA=6.39*10000/(230*6)=46.3-4分tm=(T1-t2)+(T2-t1)/2=(90-t2)+(50-18)/2=46.3所以，t2=29.4-4分冷却水消耗量qmc=Q/(Cpc(t2-t1)=6.39*10000/(4.18*10000*(29.4-18)=1.34kg/s=4800kg/h-5分由于两端温差分别为60.6和32，故平均温度差采用算术平均是可以接受的。七、 拟采用894.5和573.5mm的钢管套管冷却器将甲醇液体5000kg/h，从65冷却至35，已知甲醇在定性温度下的物性如下：=770kg/m3；Cp=2.64kJ/kg.K；Pr=5.48；=0.207 w.m-1.K-1；=0.43Cp；现安排甲醇走内管，忽略热损失，Cp(水)=4.187kJ/(kg.K)求：（1）甲醇的给热系数；（2）若冷却水初温为20，终温为45，冷却水耗用量为多少kg/h? （3）若K=430w.m-2.K-1，两流体呈逆向流动，需套管的长度为多少m？解：（1）u（甲醇）=5000/（3600770）/0.785(5010-3)2 =0.9186m/s-2分Re=du/=(5010-30.9186770)/(0.4310-3) =82250104Pr=Cp/=(2.641030.4310-3)/0.207 =5.484假设L/d60甲醇=0.023（/di）Re0.8 pr0.4 =0.0230.207/0.05(82250)0.8(5.484)0.4 =1357W.m-2.K-1-3分(2)qm水=qm甲醇Cp甲醇（T1-T2）/Cp水（t2-t1） =50002.64103 (65-35)/4.187103(4520)=3783kg/h-4分(3)t1=65-45=20；t2=35-20=15tm=(t1t2)/2=(2015)/2=17.5-3分Q=qm甲醇Cp甲醇（T1-T2） =（5000/3600）2.64103（65-35） =1.1105 WA =Q/(Ktm) = (1.1105) / (43017.5)=14.62m-3分L=A/(d)=14.62/(5710-3)= 81.63m验证：L/d=81.63