完整版化工原理练习试题三答案

1、化工原理练习试题三答案贰/ 5化工原理练习题三参考答案班级：学号：姓名：、填空1间壁式换热器的传热过程是_热流体对间壁面的对流传热 、间壁的热传导、间壁面对冷流体的对流传热2、 有相变时的对流传数系数比无相变时大，粘度值越大，对流给热系数小。3、 二流体逆流流动，Ti = 300C, T2= 200C, t2= 180C, ti = 25C,A tm=_ 1458C _ 4、间壁二侧流体的传热过程a 1 、a 2值相差大a iVVa 2, K值总是接近_ a 1那侧的。5、某保温材料入=0.02J/(m s K)，厚度为300mm,测得低温处to= 80 C，单位面积导热速率为30J/(m2

2、s),求高温处 ti= 530 C _。6、平壁稳定热传导过程，通过三层厚度相同的材料，每层间温度变化如图所示。试判断入1、入2、入3的大小顺序入3 入1入2_ , 以及每层热阻的大小顺序 _ R2R1R3。7、列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近饱和水蒸气的温度_，总传热系数K的值接近一空气传热膜系数_8、 固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走_管_程。9、绝对黑体的发射能力与绝对温度 _4方成正比。10、 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料 A和B，某温度曲线如图所示， 则A层导热系数小于B层导热系数，将 A_层材料放在里层时保温效果较好。11、

3、 沸腾传热可分为三个区域，它们是自然对流、核状沸腾和膜状沸腾。应维持在_核状沸腾区内操作。12、完成以下方程，并指出吸收系数的单位：吸收速率速率方程吸收系数的单位NA = kL ( Ci Ca )m/sNa = Kg ( pA p*A )kmol / (m2.s.kPa)Na=Ky (Y Y* )kmol / (m2.s)13、假设气液界面没有传质阻力故pi与。的关系为一呈相平衡。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则Kg与kG的关系为_相等一，在填料塔中，气速越大，Kg越一大一，扩散系数D越大，Kg越_大一。14、用水吸收空气中少量的氨。总气量 V、气温t及气体组成Y1, 丫2(进出口)均不变，而

4、进塔水温升高后：总传质单元数 Nog： 增大总传质单元高度 Hog： _不变 最少液气比(L/V)min : 增大相平衡常数 m：增大 15、 漂流因数表示式为 _P/PBm _,它反映 整体移动对传质 的影响。当混合气体中组分 A的浓度很低时, 漂流因数近似为1_。当A浓度高时，漂流因数大于I _。16、在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，减少吸收剂用量，则传质推动力将减小 操作线将一靠近平衡线、设备费用将 增大 17、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大，入塔丫仁8% (体积)，平衡关系Y=2X ,问(1)液气比为2.5时，吸收率=_100%, (2)液气比

5、为1.5时，吸收率=_ 75%二、在内管为0 180X 10mm的套管换热器中，每小时将3500kg的热水从l00C冷却到60C，冷却水进口温度为40C，出口温度为 50C，传热系数 K为8380kJ/(m2.h.K)，水的平均比热容为 4.19kJ/(kg.K)，求:(1) 冷却水用量；(2) 并流时，两流体平均温差(3) 逆流时，两流体平均温差(4) 并流时，所需管长；(5) 逆流时，所需管长；(T1 T2)3500 4.19 (10060)586600 kJ/h(1) QGQpG2586600Cp(t214000 kg/h4.19 (5040)tm并(Titj(T2t2)(10040)(

6、6050)InAT2t2(T1t2)(T2 tj10(10050)(60 40)27.9C32.7CT2 t120(4)dm 0.17mQ/K tm 并5866002.51m2A/(dm)8380 27.92.513.14A/(Q/K4.7m0.175866002.14m2838032.7dm)2.143.14 0.174.01m解三、一套管换热器，用 196kPa的水蒸气加热某料液，料液在$54 x 2mm的管道中流动，水蒸气在管外冷凝，己知料液进口温度为30C，出口温度为60C，流量为4000kg/h，已知料液对管壁的传热系数为500w/m2K，蒸汽对管壁的传热系数为10000W/m2K

7、;管内壁的污垢热阻为0.0004 m2K/W，忽略管壁及管外污垢的热阻。求：(1)以上换热器的管壁平均温度为多少？若蒸气改为150kPa,问此时料液出口温度为多少？已知：196kPa时水蒸气饱和温度为120 C； 150kPa时为109 C。 料液的定压比热 cp= 1.9kJ/ kg K，水蒸气汽化潜热为 2200kJ/ kg。 改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。化工原理练习试题三答案叁/ 5(1)以管内壁为基准的传热1 R 丄Rd1 d1 2 d2401.2W/m2K系数K为tm(120 30)(120,120 30 ln120 60KA1 tm150060)0.000474Q对于

8、水蒸气到管壁之间 的传热量Q其中Ad丄八Ad1Ltm T Tw由 KA1 tm2A2tmKA1tm2 A2120 %401.250741000054TW 117.250C(2)用150kPa蒸气加热，设出口温度为5450tm5010000 542 A2 tm对于料液改变条件后与 改变条件前所获得的热G2Cp tG2Cp tt 306030t 3030(109 30)(109 t)KA,tm又因QKA1 tmtmtm.79In109 t74量比为:t 3074ln109 t7974 In30109 tt 56.33C化工原理练习试题三答案四、某填料塔用纯轻油吸收混合气中的苯，塔截面积为1m2,的

9、进气量为1000标准m3/h,进料气体含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体，要求回收率 95%，操作时轻油用量为最小用量的1.5倍，平衡关系Y=1.4X（Y，X为摩尔比），已知气体总体积传质系数 Ky a= 125kmol /m3h，轻油平均分子量170。求：（1）轻油用量kg /h ?（2）完成该生产任务所需填料高度 ？丫10.050.0526丫2)丫11 0.05(1（1 0.95） 0.05260.00263X2LXX2)1000“ (1 22.4V(Yi0.05)丫2minX1 X21.51.33 42.4丫2）42.4kmol /h0.0526 0.002631.330.0526/

10、1.484.6kmol/ h肆/ 584.6 仃014382kg/hY2Y20.00263X1V-(Y1Y2)丫1 丫20.05260.02505丫1Y1 mX1YmY丫2, lnY21.5 -V min0.017530.017531.5 1.40.00263ln00!0.002630.00785VY1 Y21000/22.4KyYm125.526 .002632.27m0.00785化工原理练习试题三答案伍/ 5五、在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分A，入塔气体中A的摩尔分率y1 = 0.03，要求吸收率n =0.95，巳知操作条件下 平衡的液相浓度 X* 1=0.03，试计算：(1) 操作液气比为最小液气比的倍数；(2) 吸收液的出口浓度X1；(3) 完成上述分离任务所需的气相传质单元数0.030.030930.030.030930.001547(1)Y11mV/L = 0.8(m =常数)，平衡条件 Y = mX,与入塔气体版Nog。丫2(10.95)minY1*X1X2.03093 .0015470.95m0.03093/m0.8 丄、minV(V)/(v)i解法二:*mX10.8 0.951.316Yi0.030931.0310.03型 1.2890.8min丫1 丫2X1* X2.03093 .0015470.97940.03093/