化工原理习题汇总2

.1.外径为120mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度为400mm的保温层，保温层材料的导热系数为0.6W/(mK)。若蒸汽管道的外表面面180，保温层的外表面温度为40，试求每米管长的热损失及保温层中的温度分布关系式。2.在温度25的环境中横穿一外径为100mm的蒸汽管道，管道外包有两层保温材料，内层厚40mm，导热系数为0.05W/(mk)；外层厚30mm，导热系数为0.1W/(mk)。管道与环境间对流传热系数为6W/(m2k)，与环境接触表面的温度为60。试求：管道单位长度散热量及保温层单位长度总热阻。3.在间壁式换热器中，要求用初温为25的原油来冷却重油，使重油从170冷却至100。重油和原油的流量分别为1.2104kg/h和1.5104kg/h。重油和原油的比定压热容各为2.18 kJ/(kgK)和1.93 kJ/(kgK)，试求重油和原油采用逆流和并流时换热器的传热面积各为多少？已知两种情况下的总换热系数均为100W/(m2k)。4.有一列管式换热器，管束由管径25mm2mm的不锈钢管组成，管长2.5m。用饱和水蒸气在壳程加热管程空气，已知水蒸气的对流传热系数为10kW/(m2k)，空气的普朗特数Pr为0.7，雷诺数Re为2104，空气的导热系数为0.03W(mk)。管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失也可忽略。试求：（1）空气在管内的对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管外表面积为基准）。5.在101.3kPa、20下用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的硫化氢。已知混合气进塔组成为0.055（摩尔分数，下同），尾气出塔组成为0.001。操作条件下系统的平衡关系为p*=4.89104xkPa，操作时吸收剂用量为最小用量的1.65倍。试计算吸收率和吸收液组成。6.在一填料塔层高度为8m的吸收塔中，用纯溶剂吸收某混合气体中的溶剂组分。已知进塔混合气体的流量为400kmol/h，溶质的含量为0.06（摩尔分数），溶质的回收率为95%，操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X，溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算气相总传质单元高度。7.在101.3kPa、20下用清水在填料塔内逆流吸收空气中的二氧化硫气体。已知混合气体的流量为0.025kmol/(m2s)，二氧化硫的组成为0.032（体积分数）。操作条件下气液平衡关系为Y=34.6X，气相总体积吸收系数为1.98kmol/(m3hkPa)，操作时吸收剂用量为最小用量的1.55倍，要求二氧化硫的回收率为98.2%。试求填料层高度。8.已知某低组成气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，气模吸收系数为3.1510-7kmol/(m2skPa)，夜魔吸收系数为5.8610-5m/s，溶解度系数为1.45kmol/(m3kPa)。试求气膜阻力、液膜阻力和气相总阻力，并分析该吸收过程的控制因素。9.在常压下对A、B两组分理想溶液进行单级分离操作。已知原料处理量为80kmol，其组成为0.7（轻组分摩尔分数，下同），要求馏出液组成为0.8，试比较平衡蒸馏和简单蒸馏两种操作方式馏出液的量（物系的平均相对挥发度可取2.46）。10.在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液，物系的平均相对挥发度为2.0，馏出液组成为0.94（摩尔分数，下同），釜残液