化工原理试题库计算题分解

二：计算题（50分）1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组份的组成为60%（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔。要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%，残液中易挥发组份的组成不大于2%。求：每获1kmol馏出液时原料液用量？若回流比为1.5，它相当于minR的多少倍？假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏段第二块理论板上的液相组成？已知：3，6.0Fx，9.0Dx，02.0wx，1q。相平衡关系：xxxxy21311，F=W+DF=W+1，9.0102.006wF。联立求解得：KmolF52.1。最小回流比：1q，qFxx6.0，818.06.0.2106.3213xxyq。376.06.0818.0818.09.0minqqqDxyyxR。其倍数为：4376.05.1n。提馏段操作线方程：WLxWxWLLyw'''.，52.0W，02.352.15.1.'FDRFLL00416.0208.1xy由6.0'1x，得：72.000416.0208.1'2xy。即：提馏段第二块板上的气相组成为0.72.2、某吸收过程中，平衡关满足亨利定律Y=mX。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为LhKmol和VhKmol，吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为1Y、2Y、1X、2X。证明当解吸因素1LmV时，传质1212YYYYGmXYdYYYdYN1222YYYLVXYLVmYdY22211222mXYYYmXYdYNYYG22222122211mXYmXYmXYmXYmXYNG2221mXYYY。3、某干燥器将肥料从含水5%干至0.5%（湿基），干燥器的生产能力cG为sKg绝干料5.1。物料进出干燥器的温度分别为C021及C066。湿空气经预热后的温度为C0127，湿度为干空气水KgKg007.0，出干燥器的温度为C062。若干燥器内无补充热量，热损失忽略不计。试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度？（KKgKjCs.88.1）。干燥水分量：21211.1.，sKgw238.0。干燥器热量衡算：1222210..19.4249088.1..88.101.1.scCGtWttHLsKgL95.10。湿度：02HHWL，0287.02H干空气水KgKg三：计算题(46分)1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力系数为03.0，现发现压力表上的读数为052mH，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数？图示，在1-1，2-2面间列板努利方程gpguz12112='22222hgpguzgugudlu2.2..81.92500010222进81.921.5.081.921.1.050.03.081.921.52usmu44.2hmsmudV3329.68019.0..41。在2-2，3-3面间列板努利方程gpguz22222='32332hgpguz，gugugudl22.2..050222出81.92181.921.1.025.03.081.9244.252，8即流体的流量为hmsm339.68,019.0局部阻力系数为8。2、在一列管式换热器中，用冷却将C0100的热水冷却到C050，热水流量为hm360，冷却水在管内流动，温度从C020升到C045。已知传热系数K为Cmw.20002，换热管为mm5.225的钢管，长为3m.。求冷却水量和换热管数（逆流）。已知：3960mK热水KKgKjCC.187.4冷水热水（1）、..22AKV6030.30.4.222KsmK261056.3.102.332V（2）、222'2121..VAKV3'7.1mV（3）、..222''AKV，36002.301056.32..22622''AKV3''8.6mV3、2111TTCG=，sKgG322Ct05.42A1222ttCG/tK.=24.39m。.167n即冷却水的流量为sKg32和管子根数为167根。三：计算题（50分）1，流量为5000hm3的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少hm3？设接平行管道后，总流量为hmV33。二平行管流量为hmV31和hmV32。板努利方程：3232pu11212fhpu3232pu22222fhpu总压降相同得：2..2333udl2..2111udl=2..2udl，321，llll21321。3121uuuu583hmVV3'633058。2、2,，泵将C020的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为mmm498的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到管出口的距离为10m，其中流量为hm335。（已知：atmp10，02.0,0.3sHm,KwN2电,94.0电）.(C020时水，31000mKg，23.1024.1msN，230104.2mNp)求：忽略动压头，求泵的安装高度？泵的轴功率和效率？smdVu53.13600.09.0..4135.41221。smu53.12。mgudlguHhguHZsfs555.181.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'2考虑0.5m的安装安全系数。则泵的安装高度为1m.KwNN88.194.0.2电电轴.gugudlZhZH22..22'出进.81.9.253.1.5.0109.05016002.0112H.mH75.16.KwgHQN6.13600/81.9.1000.35.75.16.%85电NN3，一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为mm5.225，管程为1，现拟选用此换热器冷凝、冷却2CS饱和蒸汽，使之从饱和温度C046降至C010。2CS走管外，其流量为sKgG07.01，其冷凝潜热为KgKj356，比热为CKgKw0.05.1。水走管内，且与2CS成逆流流动。冷却水的进出口温度分别为C05和C030。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分别为CmWK021.2000和CmWK022.100。问此换热器是否造适用？换热器已有的传热面积：207.73.025.0.14.3.30..mdlnA。求所需的传热面积：冷凝段的热量：1Q=Kwrw9.24356.07.0.冷却段的热量：KwTTCwQ65.236.05.1.07.0..2112。总热量为：Q=1Q+2Q=27.55Kw冷却水的用量：sKgttCQG0263530.187.455.27.12水冷却水离开冷却段的温度：CCGQtt014.7187.4.263.065.25比水冷凝段的温度差：Ct07.2530464.746ln30464.746冷却段的温度差：Ct04.165104.746ln5104.746冷凝段所需传热面积：2184.47.25.2001000.9.24.mtKQA冷却段所需传热面积：2261.14.16.1001000.65.2.mtKQA所需的总的传热面积：A=6.452m.4，用一传热面积为210m的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取C08，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热系数为多少？（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热系数为多少？查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为C01.60，汽化潜热为KgKj9.2354查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为C02.120查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为C08.138水分蒸发量：FxxFW625.01.10，375WF.F=1000Kg,W=625Kg溶液的沸点为Ct01.6881.60。传热系数K为：CmwtAQK02.7851.682.120.3600.101000.9.2354.625改变压力后的传热系数：CmwtAQK02'.5781.688.138.3600.101000.9.2354.625。可见结垢以后的传热系数降低。三：计算题（64分）1图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为cm3，求12P？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得cmR5.63乙，求乙？Rgp测示Kpap708.310.81.9.03.0.16.133。Kpap708.310.81.9.635.0.13示，31600mKg示。2一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为hm336000，气体密度39.0mKg，粘度为smPa.03.0。尘粒密度34300mKg。试求理论上能100%除去的最小颗粒直径？降沉室的总面积：23003.5.20mA。沉降速度：smAVu033.03600.30036000。设沉降区为层流，则有：18..2gdus3210.03.0.1881.9.9.04300.033.0d，md51006.2。验算：166.010.03.09.0.033.0.1006.235duRe。3外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度为C0160。管外包以导热系数为t4101.108.0的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过C060，3、每米管长的热损失不超过mw150。问保温层的厚度应为多少？保温材料的导热系数：Kmw.0921.0。150100100ln601600921.140.3.2ln.2rRtTlQ，mm47。4、欲将浓度为25%，沸点为C05.131，流量为hKg3600的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为C020，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热系数可取KmW.11002，溶液的密度为31500mKg。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？CKgKjC0.93.4水分蒸发量：hKgxxFW180050251.36001.10。加热蒸汽消耗量：sKgRttCFDf736.02143205.131.93.4.3600..0。所需的传热面积为：29.1255.1315.142.11002143.736.0..mtKRDA。即所需的加热蒸汽消耗量为sKg736.0。所需的传热面积为29.125m三：计算题1、图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为KpaPA150，KpaPA140，试估算管道中油的流量？已知：管为mm489，A、B间距