化工原理复习的总结重点

1、实用标准文案大全化工原理绪论P7 1,21.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。(1 )水的黏度 口=0.00856 g/(cms)(2 )密度 p=138.6 kgf2/m 4(3 )某物质的比热容 CP=0.24 BTU/(lb(4 )传质系数 KG=34.2 kmol/(m2?i atm)(5 )表面张力 o=74 dyn/cm( 6 )导热系数 疋1 kcal/(m ?i? C)解：本题为物理量的单位换算。(1 )水的黏度基本物理量的换算关系为1 kg=1000 g , 1 m=100 cm0.00856丄如血cm s 1000g 1m8.56 10 4 kg . m

2、 s8.56 10 4 Pa s(2 )密度基本物理量的换算关系为1 kgf=9.81 N , 1 N=1 kg138.6 滋旦整 1kg m s2m 1kgf1N1350 kg m3?m/s 2(3 )从附录二查出有关基本物理量的换算关系为。/卩1.055kJblb F 1BTU 0.4536kg1 BTU=1.055 kJ,l b=0.4536 kg(4)传质系数KG34.2基本物理量的换算关系为1h(5)表面张力1.005kJ kg C1 h=3600 s , 1 atm=101.33 kPakmol1h 1atm2m h atm 3600s 101.33kPa9.378 10 5kmo

3、l. m2 s kPa基本物理量的换算关系为1 dyn=1 X10 - N1 m=100 cm实用标准文案大全1 10 5 N 100cm 一7.4 1dyn 1m(6)导热系数基本物理量的换算关系为1 kcal=4.1868 X103 J, 1 h=3600 s74也cm10 2 N m实用标准文案大全kcall 4.1868 103J1h2m h C Ikcal 3600s1.163J m s C 1.163W m C2. 乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即4 B3.9A 2.78 10 4G 12.01D式中HE等板高度，ft ；G气相质量速度，l

4、b/(ft 2?i) ；D塔径，ft ;Z0每段(即两层液体分布板之间)填料层高度，ft ;a相对挥发度，量纲为一；卩一液相黏度，cP ;PL液相密度，lb/ft 3A、B、C为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为 0.57、-0.1及1.24。试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI单位。解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的 表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。具体换算过程如下：(1 )从附录查出或计算出经验公式有关物

5、理量新旧单位之间的关系为1ft 0.3049m 1lb ft2 h 1.356 10 3 kg., m2 s (见 1)3a量纲为一，不必换算1cp 1 10 Pa s1kg3.2803ft2lb1 3 =1 ft3lb ft32.2046lb1m1 kJ. v 1 ry/111将原符号 加上以代表新单位的符号,导出原符号的“数字”表达式。下面以HE为例：HEft HEE则HEHEmm 3.2803ftH Eftftm3.2803H E同理 G G 1.356 10 3737.5G D 3.2803D Z。3.2803Z。L 1 10 3 L L . 16.01 0.06246 L(3)将以上

6、关系式代原经验公式，得C 0.3048Z。13实用标准文案大全整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即4-0.11.24 13|_HE 1.084 10 A 0.205G39.4D Z。1 _第一章流体流动P72-75 作业3,4,12,20 练习1,2【练习】1 .某气柜的容积为 6 000 m 3,若气柜内的表压力为 5.5 kPa，温度为40 C。已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、N2 20%、CO 32%、CO2 7%、CH4 1%，大气压力为 101.3 kPa，试计算气柜满载时各组分的质量。【作业】流体静力学3.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa，乙地区

7、的平均大气压力为101.33 kPa，在甲地区的某真解：气柜满载时各气体的总摩尔数PVRT101.3 5.51000.0 6000mol8.314 313246245.4mol40% 246245.4 2kg 197kgmN220% ntM N220%246245.4 28kg1378.97 kgmCO32% ntM CO32%246245.4 28kg2206.36 kgmCO 27%mM CO 27%246245.4 44kg758.44kg各组分的质量:mH240%nt M H2mCH 4M CH 41%m1% 246245.4 16kg39.4kg2 若将密度为 830 kg/ m设混

8、合油为理想溶液。解:mt m1 m260 60 kg 120kgVtV1V2608301603m 7100.157m3Vt器kg m3 764.33kg m33.2803H3.9 0.57 2.78 10-0.1737.5G12.013.2803D1.240.30483.2803Z。131000 L0.0624 L实用标准文案大全空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的实用标准2文案大全hf1.23222.5221.5 J kg0.866J kgP1Ub2Ub1AA2diUb1 d；20.038 0.0025 22.5m s0.053

9、0.003 21.232 m s Uif=1.5J/kg虫Ub22Ub22Ub1的绝对压力与甲地区操作时相同?大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底 1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5 X106 Pa,问至少需要几个螺钉（大/解：由流体静力学方程，距罐底 1000 mm 处的流体压力为p p gh 101.3 1 03 960 9.81 (9.5 1.0) Pa 1.813 103Pa (绝压)作用在孔盖上的总力为F (p pa)A= (1.813 103-101.3 103) n 0.762N =3.627 104N

10、 4每个螺钉所受力为F1 39.5 10 n 0.0142N 6.093 103N4因此 n F F 3.627 104. 6.093 103 N 5.95 6(个)12 .20 C的水以2.5 m/s的平均流速流经 038 mm X2.5 mm 的水平管，此管以锥形管与另一053 mmX3 mm的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧 A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压力。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5 J/kg，求两玻璃管的水面差（以两玻璃管中水面的相对位置。解：在A、B两截面之间列机械能衡算方程g乙如：卫gz2如；卫式中z1 = z2=0 , Ub1 3.0m s解：

11、（1 ）设备内绝对压力3绝压=大气压-真空度=85.3 10320 10 Pa 65.3kPa（2）真空表读数3真空度=大气压-绝压=101.33 1065.3 103 Pa 36.03kPa4 .某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m，油面上方与压力为 101 3 *103 一Pa) ?mm计），并在本题附图中画出实用标准文案大全故Pi_pi 0.866 9.81m 0.0883m 88.3mmg流体输送管路的计算每小时从管中流出多少水 （m3）?20 .如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm的钢质放水管相连，管路上

12、装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。（1）当闸阀关闭时，测得 R=600 mm、h=1500 mm;当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、h=1400 mm。摩擦系数可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的压力为多少Pa （表压）。（闸阀全开时Le/d 15,摩擦系数仍可取0.025。）解：（1 ）闸阀部分开启时水的流量在贮槽水面1-1，与测压点处截面2-2，间列机械能衡算方程，并通过截面2-2，的中心作基准

13、水平面,gz12u“P122gz%2P2 hgz2hr ,1- 22(a)式中 p1=0(表)P2HggRH2gR 13600 9.810.4 1000 9.81 1.4 Pa 39630Pa (表)Ub2=0 , Z2=0Z1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程习题20附图实用标准文案大全H2cg(z1h) HggR(b)式中 h=1.5m,R=0.6m将已知数据代入式（b )得Z11.5 m10006.66mhf，1-2(d 码2.13ub(0.025150.12ub20.5)丄 2.13ub2将以上各值代入式（a),即9.81 X6.66= u2+

14、 -39630 +2.132 1000ub2 解得Ub3.13m s实用标准文案大全水的流量为V 3600nd2Ub 3600 0.785 0.12 3.13 m3 h 88.45m3 h4（2）闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1，与管路出口内侧截面3-3，间列机械能衡算方程，并通过习 1,3,5,9 （新）1,3,6,10 （旧）【练习】1 用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。管路情况如本题附图所示。启动泵之前C两压力表的读数相等。启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39 m 3/h，此时泵的压头为已知输油管内径为100 mm，摩擦系数为0.02 ;油品密度为810 kg/m 3

15、。试求（1 ）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）管中心线作基准平面，得2Ub1P1gz1gz322Ub3P3hM_ 3（C）式中 Z1 =6.66m , Z3=0 , ub1 =0 , p1= p3 hf1 3将以上数据代入式（c）,即9.81 X6.66=（LLe（d2Ub +4.81 Ub222 Ub =r=解得再在截面1-1，与2-2，间列机械能衡算方程，基平面同前，得0.025G35 15） 0.50.1Ub 3.51m s2Ub1 gz 2P1gz22Ub22hf2（d）式中Z1=6.66m , Z2=0,Ub10，Ub2=3.51m/s力）hf,1 2

16、1.50.025 -0.10.52IJkg 26.2J kg将以上数值代入上式，则23 5129.81 6.66 -226.21000解得p2=3.30 xiO4Pa第二章 流体输送机械P123-124作业 2,4,7,10（新书）2,4,8,112Ub2-4.81Ub2，pi=0（表压）（旧）（表压38 m。实用标准文案大全2（2）输油管线总长度 H竺d 2g 3600 /4是 l . 勢 2 9.81 0.1 238 m=1960 m u0.02 1.383对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变）（1）改送密度为1220 kg

17、/m 3 4的果汁（其他性质与水相近）；（2）泵的转速降至2610 r/min解：由习题 2 求得：q=57.61 m 3/hH=29.04 m P=6.7 kW（1 ）改送果汁改送果汁后，q , H不变，P随p加大而增加，即1220P P6.7 1.22kW=8.174kW1000降低泵的转速根据比例定律，降低转速后有关参数为261033 . 2610q 57.61m . h 51.85 m h H 29.04- m 23.52m2900290032610解：（1 ）管路特性方程甲、乙两地油罐液面分别取作1-1 与 2-2截面，以水平管轴线为基准面,2 在两截面之间列柏努利方程，得到He K

18、 Bqe由于启动离心泵之前 PA=PC,于是K Z =0则g2He Bqe又 He H 38m B 38/(39)2 h2/m 5=2.5 X10 - h2/m 5 则He 2.52 210 qe ( qe的单位为m3/h)Tt0.01m/s=1.38 m/s实用标准文案大全6 用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。塔底液面上的绝对压力为32.5 kPa（即输送温度下溶液的饱和蒸汽压）。已知：吸入管路压头损失为 1.46 m，泵的必需气蚀余量为 2.3 m，该泵安装在塔内液 面下3.0 m处。试核算该泵能否正常操作。解：泵的允许安装高度为Hg匕一臼 NPSH Hf,0 1式中-Pa0gg则

19、Hg （2.30.5） 1.46m-4.26m泵的允许安装位置应在塔内液面下4.26m处，实际安装高度为-3.0m，故泵在操作时可能发生气蚀现象。为安全运行，离心泵应再下移1.5 m。将敞口贮槽中密度为 1200 kg/m 3的粘稠液体送至表压为1.62 X103 kPa8 m，管路系统总压头损失为4 m。已知泵的活塞直径为 70 mm，冲程为225 mm，往复次数为200 min -1，泵的容积效率和总效率分别为0.96和0.91。试求泵的流量、压头和轴功率。解：(1 )往复泵的实际流量 q 3 vASrv 3 0.96 0.072 0.225 200m3/min=0.499 m3/min4

20、泵的扬程H,心1.62 106八“caHe (84) m=149.6 m1200 9.81（3）泵的轴功率PHqs149.6 0.499 1200skW-16.08 kW10260 102 0.91【作业】2 .用离心泵（转速为 2900 r/mi r ）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa和220 kPa，两测压口之间垂直距离为0.5 m，泵的轴功率为 6.7 kW。泵吸入管和排出管内径均为80 mm，吸入管中流动阻力可表达为hf,0 1 3.0u： （U1为吸入管内水的流速，m/s ）。离10 .采用一台三效单动往复泵,的高位槽中，两容器中液面维

21、持恒差实用标准文案大全心泵的安装高度为 2.5 m，实验是在20 C, 98.1 kPa的条件下进行。试计算泵的流量、压头和效率。解：（1 ）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面）,实用标准文案大全u1 3.184m/s 贝Uq (n 0.085 3.184 3600) m3/h=57.61 m 3/h43(2) 泵的扬程 H H1 H2 ho(60 220) 100.5 m 29.04m1000 9.81Hqs g 29.04 57.61 1000 9.81 , n/(3) 泵的效率s100%=68%1000P3600 1000 6.7q=57.61

22、m 3/hH=29.04 mP=6.7 kWn=68%将20 C的清水以60 m 3/h的流量送至敞口容器。此流量下吸入5PP1 (Hg 生 Hf,0 1)即g2g2得到0 g乙丛ULhf,o 1将有关数据代入上式并整理，得3.5u；60 10310002.5 9.8135.48在指定转速下，泵的性能参数为:4 .用离心泵（转速为 2900 r/min管路的压头损失和动压头分别为2.4 m和0.61 m。规定泵入口的真空度不能大于64 kPa。泵的必需气蚀实用标准文案大全余量为3.5 m。试求（1）泵的安装高度（当地大气压为100 kPa ） ; （2）若改送55 C的清水，泵的安装高度是否合

23、适。解：（1）泵的安装高度在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面）55 C清水的密度为 985.7 kg/m 3,饱和蒸汽压为15.733 kPa(100 伍733)川(3.5 0.5)2.4 m=2.31m985.7 9.8164 10310009.81 % 0 2仆3.51m原安装高度（3.51 m ）需下降1.5 m才能不发生气蚀现象。，得（2）输送55 C清水的允许安装高度pa pv% 盲(NPSH) Hf,0 1实用标准文案大全&用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差8.8 m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为He 8.8 5.2 105q； （qe

24、的单位为m 3/s）单台泵的特性方程为 H 28 4.2 105q4 5（q的单位为m 3/s ）试求泵的流量、压头和有效功率。解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。管路特性方程He 8.8 5.2 105q2泵的特性方程H 28 4.2 105q2联立两方程，得到q=4.52 X10 - m3/sH=19.42 m则FeHqs g 19.42 4.52 10 3 1000 9.81W=861 W11 .用离心通风机将 50 C、101.3 kPa的空气通过内径为 600 mm，总长105 m （包括所有局部阻力当量长度）的水平管道送至某表压为1 X104 Pa

25、的设备中。空气的输送量为1.5 X104 m3/h。摩擦系数可取为0.0175。现库房中有一台离心通风机，其性能为：转速1450 min -1，风量1.6 X104 m3/h，风压为1.2X104 Pa。试核算该风机是否合用。4 2HT 10483 亠 Pa=10967 Pa1.147库存风机的风量 q=1.6 X104 m3/h，风压HT=1.2 X10 4 Pa均大于管路要求（qe=1.5 X10 4 m 3/h ,HT=10967 Pa ）,故风机合用。实用标准文案大全解：将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用。全风压HT (P2hf绝对压力Pm10130041 10Pa=1063

26、00Pa21.205106300密度101330293kg/m 3=1.147 kg/m323VsPv15000 101300m/s=14.40m/sHT1 104 1.1470.0175 105 10.6nd2 Pm4n 23600 0.6106300414.4022Pa=10483 Pa实用标准文案大全第三章【非均相混合物分离和固体流态化】作业：密度为2650kg/m3的球形石英颗粒在 20 C的空气中作自由沉降，试计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径联立两式可得：d= 3 18Re当Re=1时，颗粒直径最大。解得：dmas =0.0573伽 g( s )(2)当

27、103 Re 2 X105时，服从牛顿公式：Ur(s )g思考题：理想流化床和实际流化床的差别主要是什么第四章【传热】P271-272作业4,5,7,9,11 练习3,8 思考题9【练习】3 .外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎 A、B两层保温材料，A层保温材料的厚度为 50 mm，导热系 数为0.1 W /(mB层保温材料的厚度为 100 mm，导热系数为1.0 W /(m 0，设A的内层温度和B的外层温度分别为170 C和40 C，试求每米管长的热损失；若将两层材料互换并假设温度不变，每米管 长的热损失又为多少？解：20 C的空气 p =1.205kg/m3 卩=1.81 1%-5P

28、as已知 p s=2650kg/m3Re=du(1)当10-4 Re1时，服从斯托克斯公式Ut=d2( s)g18同理可得:Re22d= 3 _J.742 g(当Re=10 3时，颗粒直径最小解得：d min =1.51 mm实用标准文案大全绝热层。现测得钢管外壁面温度为120 C,绝热层外表面温度为 10 C。软木和保温灰的导热系数分别为0.043 W/(m C)和0.07 W/(m C)，试求每米管长的冷损失量。解：此为两层圆筒壁的热传导问题，则24.53W mQ L解：t1 t21 . r21 . r3InIn -2 iri2 2 r22 3.1417040-W m 150W / m11

29、59 2 501159 2 50 100InIn0.11591.0159 100A、B两层互换位置后，热损失为t1 t2丄詰丄显2 1 1 2 2 22 3.14 170 401159 2 50_1159 2_50 100InIn1.01590.1159 100131.5W m8 .在一单程管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶剂。冷却水的流量为10 000 kg/h ，其初始温度为30 C,平均比热容为4.174 kJ/ (kgC。有机溶剂的流量为14 000 kg/h，温度由180 C降至 120 C,平均比热容为1.72 kJ/ ( kg C)设换热器的总传热系数为 500 W/(m 2试分

30、别计算逆流和并流时换热器所需的传热面积，设换热器的热损失和污垢热阻可以忽略。106 kJ h 401.3kW解：Q WCph T1 T214000 1.72 180 120 kJ h 1.444861.4448 10304.174冷却水的出口温度为t2 t1WCpc1000064.61逆流时tm180 64.61120 3025.39CC,115.39InIn180 64&120 30102.2 C S逆K tm401.3 10322m27.854m2500 102.2tm120 64.61180 30120 64.61 In180 309094.6155.39 In150C 94.97 C

31、S逆K tm401.3 103 22m 8.452m500 94.97作业：4 .直径为57mm 3.5mm的钢管用40 mm 厚的软木包扎，其外又包扎100 mm厚的保温灰作为2nt1 t22 3.14112 210.0285 0.04In0.0430.0285120 10_0.0285 0.04 0.1In0.070.0285 0.04实用标准文案大全5 .在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。换热管为25 mm X2.5 mm的钢管，其导热系数为45 W/(m $冷却水在管程流动，其对流传热系数为2600 W/(m 2C，热空气在壳程流动，其对流实用标准文案大全用水冷却某种有机溶液。冷却水

32、的流量为28000kg/h,其温度由25 C升至38 C,平均比热容为4.17 kJ/(kg 竝有机溶液的温度由110 C降至65 C,平均比 热容为1.72 kJ/(kg。两流体在换热器中呈逆流流动。设换热器的热损失可忽略，试核算该换热器的 总传热系数并计算该有机溶液的处理量。9 在一单程管壳式换热器中，用冷水将常压下的纯苯蒸汽冷凝成饱和液体。已知苯蒸汽的体积流量为1 600 m 3/h，常压下苯的沸点为80.1 C,气化热为394 kJ/kg 。冷却水的入口温度为 20 C,流量为35 000 kg/h ，水的平均比热容为 4.17 kJ/(kg总传热系数为450 W/(m。设换热器的热损

33、失可忽略，试计算所需的传热面积。解：苯蒸气的密度为Wh 1600 2.692 kg h 4307.2kg hQ Wh4307.2 394kJ h 1.697 106 kJ h 4.71 105W传热系数为52 W/(m 2 牟 试求基于管外表面积的总传热系数K，以及各分热阻占总热阻的百分数。1解：由设污垢热阻可忽略。odm查得钢的导热系数 d.245 W m Cb 2.5mm do 25 mm d.25 22.5 mm20mm dmmm22.5mmKo 10.0025 0.250.0255245 0.02252600 0.02W.250.6 W m壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为1 100%

34、KoKo100% 空 100%97.3%52管程对流传热热阻.d. 100%Kd,管壁热阻?Kobdo dm 100% dmo d.i 100%100%506 .25 100%2.4%2600 0.02.0025 .25 56 100% 0.3%45 0.02257.在一传热面积为25m 2的单程管壳式换热器中,解:CP,c4.17 kJ/(kgQWcCp,c (t2tj 28000 4.17 103 38 25 W 4.22 105W 3600tm有机物110 T 6538J 25t7240tmWh72 40C 54.4 C 72 In - 40Q KCph T1 T254.22 102KW

35、 m25 54.4C 310.3W m2 C4.22 105.1 .72 103110 65 他 S5.452 kg s 1.963 104 kg hPMRT10.0820678273 80.12.692kg. m3实用标准文案大全QWcCp,c(t2tj实用标准文案大全1052m K tm 450 54.111 .某生产过程中需用冷却水将油从105 C冷却至70 C。已知油的流量为6000kg/h ，水的初温为22 C,流量为2000kg/h 。现有一传热面积为10 m 2的套管式换热器，问在下列两种流动型式下，换热 器能否满足要求：设换热器的总传热系数在两种情况下相同，为300 W/(m

36、2;油的平均比热容为1.9 kJ/(kg 0,水的平均比热容为4.17kJkg热损失可忽略。解：本题采用NTU法计算6000 3 . f(1 )逆流时WhCph2.9 103 W C 3166.7W C360020003/WcC“4.17 103 W C 2316.7W Cp 3600(2)并流时CR 0.732 (NTU)min 1.2955查图得 0.526Q 0.526 2316.7105 22 W 1.011 10 W5105011 10 C 73.1 C 70 C不能满足要求3166.735000 4.17 103(t2360020)4.71 105解出t231.6 C求tm苯80.

37、1水31.6t48.560.160.148.560.1 In48.5C 54.1Q 4.7119.3m2(1 )两流体呈逆流流动;(2)两流体呈并流流动。CRCminCmax2316.73166.70.732 (NTU)minKSCmin300 102316.71.295T2查图得0.622 QCmin (T t1) 0.622 2316.7 105 22 W 1.196 105WT1WhCph1051.196 1053166.767.2 C 70 C能满足要求20mT 80.1实用标准文案大全思考题9在管壳式换热器中，热应力是如何产生的，热应力有何影响，为克服热应力的影响应采取哪些措当换热管

38、与壳体的温差较大(大于50 C)时产生温差应力。措施(1)在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。固定管板式换热器适用于两液体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合（2）浮头式换热器两端管板之一不与壳体固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力。（3）U型管式换热器只有一个管板，换热管为U形，管子两端固定在同一管板上。管束可以自由伸缩，当壳体与U形换热器有温差时，不会产生温差应力（4）填料函式换热器管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封， 管束可以自由伸缩,不会产生因壳壁和管壁温差而引起的温差应力。

39、蒸馏P156-157作业 4,5,7,9 练习 1,2,8,10【练习】实用标准文案大全1 在密闭容器中将 A、B两组分的理想溶液升温至 82 C,在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为P；=107.6 kPa 及pB = 41.85 kPa，取样测得液面上方气相中组分A的摩尔分数为0.95。试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。解：本题可用露点及泡点方程求解。yA匹XAPAP总PB107.6 p总41.850.95P总P总PAPBp总 107.6 41.85实用标准文案大全p总= 99.76kPa x 卩总PB99.7641.850 8808解得PApB107.6Kz KJ41.85本题也可

40、通过相对挥发度求解PA107.6*2.571pB 41 .85由气液平衡方程得xy0.95-0.8808y 1 y 0.952571 10.95卩总=pA xA pB 1 xA 107.6 0.8808 41.851 0.8808 kPa 99.76kPa2 .试分别计算含苯 0.4 （摩尔分数）的苯一甲苯混合液在总压100 kPa和10 kPa的相对挥发度和平衡的气相组成。苯（A ）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系为诞 3.203 y3.203 0-45.3131 2.203 0.4ig pA6.0321206.35t 220.24ig pB6.0781343.94t_219.58式中p

41、 *的单位为kPa , t的单位为C。苯一甲苯混合液可视为理想溶液。（作为试差起点，100 kPa和10 kPa对应的泡点分别取94.6 C和 31.5C)同理解:(1 )本题需试差计算总压p总=100 kPa初设泡点为94.6C,则Ig PA6.0321206.3594.6 220.242.191得 pA 155.37 kPaig PB6.0781343.9494.6 219.581.80 PB63.15kPa xA100 63.15155.37 63.150.3996 0.40.4 155.370.6 63.15 kPa100.04kPa 则PAPB逻卫2.4663.152.46 0.41

42、(1)x1.46 0.40.6212(2)总压为p总=10 kPa通过试差，泡点为 31.5 C,PA =17.02kPa,pB = 5.313kPa0.681随压力降低,a增大，气相组成提高。实用标准文案大全8在连续精馏塔中分离苯一甲苯混合液，其组成为0.48 （苯的摩尔分数，下同），泡点进料。要求馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。操作回流比为 2.5，平均相对挥发度为 2.46，试用图解法确定所需 理论板层数及适宜加料板位置。解：由气液平衡方程计算气液相平衡组成如本题附表所示。习题8 附表x00.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.46x0.110

43、.210.380.510.620.710.780.850.900.95y01.011.46x5413117287在X-图上作出平衡线，如本题附图所示。由已知的XD , XF, xw在附图上定出点 a、e、c。精馏段操作线的截距为 虽 -0950.271,在y轴R 12.5 1上定出点b，连接点a及点b，即为精馏段操作线。过点e作q线（垂直线）交精馏段操作线于点d。连接cd即得提馏段操作线。从点a开始，在平衡线与操作线之间绘阶梯，达到指定分离程度需11层理论板，第5层理论板进料。10 在常压连续精馏塔内分离苯一氯苯混合物。已知进料量为85 kmol/h ，组成为0.45 （易挥发组分的摩尔分数，

44、下同），泡点进料。塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜残液组成为0.02。操作回流比为 3.5。塔顶采用全凝器，泡点回流。苯、氯苯的汽化热分别为 30.65 kJ/mol和36.52 kJ/mol 。水的比热容为4.187 kJ/ （kg ? Q。若冷却水通过全凝器温度升高15 C，加热蒸汽绝对压力为500 kPa （饱和温度为151.7 C，汽化热为2 113 kJ/kg ）。试求冷却水和加热蒸汽的流量。忽略组分汽化热随温度的变化。习题8附图实用标准文案大全解：由题给条件，可求得塔内的气相负荷，即实用标准文案大全XF XWou 0.45 0.02. C/I “qn D qnF- 85 -kmo

45、l/h 37.94kmol/h，xD XW0.99 0.02对于泡点进料，精馏段和提馏段气相负荷相同，则q n,Vqn,Vqn,D R 14.5 37.94kmol/h 170.7 kmol/h(1)冷却水流量由于塔顶苯的含量很高，可按纯苯计算，即Qc qn,V A 170.7 30.65 103kJ/h5.232kJ/h(2)加热蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高，可按纯氯苯计算，即QBqn ,VB170.7 36.52 103kJ/h 6.234kJ/hQ Bqm,hB66.234 10 ,kg/h = 2.95kg/h2113作业4 .在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5(苯的摩尔分数，下同)苯

46、一甲苯混合液，其流量为100 kmol/h已知馏出液组成为 0.95 ,釜液组成为0.05，试求(1)馏出液的流量和苯的收率；(2)保持馏出液组成0.95 不变，馏出液最大可能的流量。解：(1)由题得 XF=0.5X W=0.05XD=0.95F=100Kmol/h5 在连续精馏塔中分离 A、B两组分溶液。原料液的处理量为组分A的摩尔分数，下同)，饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96 %，釜液的组成为0.033。试求(1)馏出液的流量和组成；(2)若操作回流比为 2.65，写出精馏段的操作线方程；(3)提馏段的液相负荷。解：(1)馏出液的流量和组成由全塔物料衡算，可得qn,DXD

47、0.96qn,FXF0.96 100 0.45kmol/h 43.2 kmol/hq m,cQcCp,c(t21)65.232 104.187 15kg/h48.33 10 kg/hqn,DXFXWqn ,FXDXW1000.5 0.050.95 0.05kmol h50 kmol h Aqn,DXD100%qn,FXF50 0.95100 0.5100%95%(2 )当nA=100%时，获得最大可能流量，即q n,Dmaxqn,F XFXD100 0.5 kmol/h 52.63kmol/h0.95馏出液的流量和苯的收率100 kmol/h，其组成为0.45 (易挥发实用标准文案大全7.在连

48、续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h ,要求馏出液中易挥发组分的收率为94 %。精馏段操作线方程为y = 0.75 x+0.238 ; q线方程为y = 2-3 X。试求(1)操作回流比及馏出液组成；(2)进料热状况参数及原料的总组成；(3 )两操作线交点的坐标值Xq 及 yq；(4)提馏段操作线方程。解：(1 )操作回流比及馏出液组成由题给条件，得R对 XD0.75 及一R 1R 10.238解得R = 3 , XD =0.9522 )进料热状况参数及原料液组成由于qq 13及XF2解得q1 q=0.75 (气液混合进料)，XF=0.51 8q n,W XW1

49、0.96 100 0.45kmol/h 1.8kmol/h qn,W 0.033 kmol/h=54.55 kmol/hqn,D qn,Fqn,W100 54.55 kmol/h=45.45 kmol/hXD0.950543.245.45(2)精馏段操作线方程-AxXD2.650.9505x3.653.650.726x 0.2604(3)提馏段的液相负荷qnqn,L qqn,FRqn,Dqn,F2.65 45.45 100 kmol/h 220.4 kmol/h(3 )两操作线交点的坐标值xq及yq联立操作线及q线两方程，即y 0.75x 0.238 y 2 3x 解得xq = 0.4699

50、及 yq = 0.5903A q n,F XF0.94 50 0.5qn, Dkmol/h24.68kmol/hXD0.952kmol/h1A qn ,FXF1 0.9450 0.5XW0.0592 qn,Lqn,W25.32qn,Lxqn,Vqn ,WXWqn,V式中有关参数计算如下：qn,Wqn,Fqn,D50 24.68 kmol/h=25.32Rqn,Dqqn,F324.68 0.75 50=111.54 kmol/h则y111.5425 320.0592 1.294x86.220.01739x86.229 在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95

51、(易挥发组分W 111.54 25.32= 86.22 kmol/h(4)提馏段操作线方程其一般表达式为y实用标准文案大全的摩尔分数，下同)，釜残液组成为 0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93 kmol/h实用标准文案大全从塔顶回流的液体量为58.5 kmol/h，泡点回流。试求（1）比的倍数。0.9737m 3湿空气/kg绝干气1 H 1冷kgm3湿空气1.06kg m3湿空气常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为原料液的处理量；（2 ）操作回流比为最小回流解：（1 ）原料液的处理量由全塔的物料衡算求解。q n,V q n,VR 1 qn,D对于

52、泡点进料，q = 11XD(193kmol/h qn,Dqn,Vqn,L93 58.5 kmol/h=34.5 kmol/hqn, W q n,F q n,D0.6qn,F 0.95 34.5qn,F（2）R为Rmin的倍数931 XF34.50.05解得qn,F56.45 kmol/h34.5 R=1.70对于泡点进料,Rmin的计算式为0.952 (10.95)1.333于是R1.70.610.6Rmin1.333干燥273-274作业3，4,5,12 练习 1，2思考题1.已知湿空气的总压力为100kPa，温度为50 C,相对湿度为 40% ,试求（1）湿空气中的水汽分压;（2 ）湿度；

53、（3 ）湿空气的密度。解：（1 ）湿空气的水汽分压 p Ps由附录查得50 C时水的饱和蒸气压 ps 12.34kPa ,故 p 0.4 12.34kPa4.936kPa（2）湿度H罟喘鴿6kgkg绝干气0.03230 kg kg 绝干气（3）密度5273 t 1.013 10 H 0.772 1.244H273P0.7721.244 0.0323 込50 133 1052733100 10m3湿空气kg绝干气密度H40 C,相对湿度为 43%，试XD)1.275R 1实用标准文案大全求废气的露点。解：由附录查得 40 C时水的饱和蒸气压 ps 7.3766kPa，故湿空气中水汽分压为查出ps 3.172kPa时的饱和温度为25.02 C,此温度即为废气露点。作业4.将t0 25C、Ho 0.005kg水/ kg绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的t? 40 C、H2 0.034kg水/ kg绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1 : 3。试求（1）混合气体的温度、湿度、焓和相对湿度；（2 ）若后面的干燥器需要相对湿度