15道化工原理期末复习大题目

11.一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。2.在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08W/(m·℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。3.用离心泵在转速为1350rpm时的扬程~流量关系可用He=13.67-8.30×10-3V2表示，式中He为扬程，m;V为流量，m3/h.现欲用此泵输水。已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.0m,管长50m(包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm,摩擦系数为0.02.要求水流量15m3/h.试问：若采用单泵、两泵并联和两泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。CtCTtTtTTtTtttttTtTttTtCWTCWCWKStKSQCtCWCWCWCWtCWTCWQQmpCCphhphhmmpCCphhpCCphhpCCphhch0'20'2'2'2'2'2'2'2'221'21'22'21'2'2'2'203.767.9355115]2/)(30[55.01152/)(302/)(11555551155511555.041.3620/60ln/)2060(557595115解得）（）（逆流时：）（）（则解：并流时：24.某离心泵输水流程如附图示。泵的特性曲线方程为：He=427.8104V2(He--m,V--m3/s)。图示的p为1kgf/cm2(表)。流量为12L/s时管内水流已进入阻力平方区。若用此泵改输=1200kg/m3的碱液,阀开启度、管路、液位差及P值不变，求碱液流量和离心泵的有效功率。5．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20J/kg，流量为36m3/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1000kg/m3）38.有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.0m/s，求：（1）管中水的流动类型；（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1cp）9某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为6．用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Φ76×2.5mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑hf1=2u2与∑hf2=10u2计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000kg/m3）7.在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压,而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0.5mH2O，求水的流量为若干m3/h？解：P=1kgf/cm2=9.807104PaV=12L/s=0.012m3/s管路：He’=H0+KV2=10+(9.807104)/(9.8071000)+KV2=20+K0.0122He=427.81040.0122=30.77m∵He=He’K=7.48104∵改输碱液阀门开度、管路不变K=7.48104不变管路:He’=z+p/(g)+KV2=10+9.81104/(9.811200)+7.48104V2=18.33+7.48104V2泵:He=427.8104V2∵He=He’，解得：V=0.0124m3/s∵He=427.8104V2=427.81040.01242=30.0mNe=HegV=30.09.810.01241200=4.38103W41.2W/(m·℃)，0.16W/(m·℃)和0.92W/(m·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。10.Φ38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07W/(m·℃)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15W/(m·℃)。若管内壁温度为180℃，石棉层外表面温度为35℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？11一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。512.要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol/h。求塔顶馏出液的量及自塔釜升入塔底的蒸气的流量。13.一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段y=0.8x+0.172提馏段y=1.3x–0.018求原料液、馏出液、釜液组成及回流比614.热空气在冷却管外流过,α2=90W/(m2·K)。冷却水在管内流过α1=1000W/(m2·K),冷却管外径d2=16mm,壁厚1.5mm,λ=40W/(m2·K)。试求:(1)传热系数K;(2)管外对流传热系数α1增加一倍，总传热系数有何变化。15.:用一连续精馏装置在常压下,分离含苯41%(质量%,下同)的苯-甲苯溶液.要求塔顶产品中含苯不低于97.5%,塔底产品中含甲苯不低于98.2%,每小时处理的原料量为8570kg,操作回流比是3，(1)求塔顶和塔底的产品量(2)精馏段上升蒸汽量及回流量。