化工原理复习题.ppt

1、一、计算 二、计算 三、计算 四、填空 五、选择 六、分析问题,用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20 J/kg，流量为36 m3/h，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000 kg/m3） 解：,Z1 = 0，Z2 = 50 m，u10，u20，P1 = P2 = 0（表压），hf = 20 J/kg we = 9.8150 + 20 = 510.5 J/kg,水的质量流率 ws = 361000/3600 = 10 kg/s 有效功率 Ne = wews = 510.510 = 5105 W,轴功率 N = 51

2、05/0.6 = 8508.3 W,如图所示，用泵将储槽中密度为1200 kg/m3的溶液送到蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为200mmHg（真空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15 m，输送管道的直径为 684 mm，送料量为20 m3/h，溶液流经全部管道的能量损失为120 J/kg，求泵的有效功率。,解：,式中 Z1 = 0，Z2 = 15 m， p1 = 0（表压），,Pa（表压）,u1 0，,m/s，hf = 120 J/kg,将以上各项数值代入柏努利方程中,J/kg,kg/s,Ne = wews =246.96.67 = 1647 W,水以2.

3、5m/s的流速流经 382.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一 383 mm的水平管相连。如附图所示，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强。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mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m3）,管式换热器，传热管为25mm2.5mm钢管。 CO2气体在管内流动，对流传热系数为50W/(m2 )；冷却液体在管外流动，对流传热系数为4000W/(m2 )。试求：（1）以内表面积A1为基准的总传热系数K1；（2）若管内CO2气体的对流传热系数增大一倍，总传热系数将增加

4、多少？（3）若管外液体的对流传热系数增大一倍，总传热系数将增加多少？（查得碳钢的热导率=45 W/(mK)，取管外液体侧污垢热阻为0.2610-3 m2K/W，管内CO2侧污垢热阻为0.5310-3 m2K/W）,废热锅炉由25mm 2.5mm的锅炉钢管组成。管外为水沸腾，绝对压强为2.8MPa，管内走合成转化气，温度由550降至450。已知转化气一侧，对流传热系数 ，水侧对流传热系数 。若忽略污垢热阻，求换热管的壁温Tw及tw。（2.8MPa下水的饱和温度为230）。,解： 先求传热过程的总热阻及分热阻（基于内表面）,=0.00413(,)/W,(2) 再求管壁温度 在连续传热过程中，温降与

5、热阻成正比。,在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。换热管为25 mm2.5 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2 600 W/(m2)，热空气在壳程流动，其对流传热系数为52 W/(m2)。试求基于管外表面积的总传热系数，以及各分热阻占总热阻的百分数。设污垢热阻可忽略。,解：由,查得钢的导热系数,mm ,壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为,管程对流传热热阻占总热阻的百分数为,管壁热阻占总热阻的百分数为,精馏分离2.5的二元理想混合液, 巳知回流比为3, XD=0.96。测得第三块塔板(精馏段)下降液体的组成为0.4,第二块塔板下降液体的组成为0.45(

6、均为易挥发组分的摩尔分数)。求第三块塔板的气相单板效率。,一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 y = 0.8 x + 0.172 提馏段 y = 1.3 x 0.018 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比,将含24%（摩尔百分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分, 釜液含3%易挥发组分。送至冷凝器的蒸气量为 850 kmol/h，流入精馏塔的回流液为670 kmol/h。求： （1）每小时能获得多少kmol的馏出液? （2）回流比为多少? （3）塔底产品量?,分析题,某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变

7、，增加回流比，则此时塔顶产品组成 ，塔底产品组成 ，塔顶产品流率 ，精馏段液气比 。（填：增大，减小，不变或者不能确定，并简单分析）,某精馏塔的设计任务是：原料为F、xF，分离要求为D、xD。设计时若选定回流比不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数 ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势 ， ， ， 。,精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶_,塔底_,提馏段操作线斜率_。,1雷诺准数的表达式为_ _。当密度1000kg.m-3,粘度=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s-1在管中流动时,其雷诺

8、准数等于_ _,其流动类型为_ _ _。 2. 测量流体流量的流量计主要有如下四种:_ ， _ ， 和 湿式气体流量计, 测量管内流体点的速度, 则用_ _ _。 3某二元混合物，其中为易挥发组分，液相组成A0.6 ，相应的泡点为A，与之相平衡的汽相组成A0.7，相应的露点为B，则A_B。 4对双组分理想物系蒸馏，在yx图上，平衡线离对角线越近，表明该物系越 分离。 5在、 、 这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数就增大；若 值大，对流传热系数就减小。 6降尘室的生产能力与降尘室的 和 有关。 7在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对

9、运动属层流时，其分离因数为 。 8吸收剂用量增加，操作线斜率_，吸收推动力_。（增大，减小，不变） 9. 对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度 。 10. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 。,11精馏塔操作中，若D/F，xF，q均不变，增加再沸器热负荷，则R将_，xD将_，xW将_。 12同一二元物系，当总压升高时，混合液泡点温度将 ，相对挥发度 。 13某精馏塔设计时，进料状况和分离要求一定，当R增大，则理论板数N 。 14流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速 ，动压头 ，静压头 。 15 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原

10、来的 倍。 16当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_ _Pa, 真空度为 Pa。 17. 由于吸收过程气相中的溶质分压总 _ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_。增加吸收剂用量，操作线的斜率_，吸收过程推动力（yye）_。 18. 由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为 。,18若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。 19某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为3020mm,其当量直径de为_ _。 20在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。 21液柱压力计是基于 原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相