化工原理作业

浙5-1

红砖平壁墙，厚度500mm，内侧温度200℃，外侧30℃，设红砖的平均热导率可取为0.57Wm-1℃-1，试求：（1）传导热通量q（2）距离内侧350mm出的温度tA NJUCT4-3：

在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气管外壁温度为390℃，保温层外表面温度不大于40℃。

保温材料的λ与t的关系为λ=0.1+0.0002t（t的单位为℃，λ的单位为W/（m·℃））。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。 NJUCT4-6:

热空气在冷却管管外流过，α2=90W/（m2·℃），冷却水在管内流过，

2

α1=1000W/（m·℃）。冷却管外径do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的λ=40W/（m·℃）。试求： ①总传热系数Ko；

②管外对流传热系数α2增加一倍，总传热系数有何变化？ ③管内对流传热系数α1增加一倍，总传热系数有何变化？

NJUCT4-7

有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/（m2·K），水的对流传热系数

2

αc=290W/（m·K）。碳钢的导热系数?=45W/（m·K）忽略污垢热阻。试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。

cph=1.86×10J/（kg·K） cpc=4.178×10J/（kg·K）

3

3

zc13：

用套管式换热器将流量为230kg/h的水从35℃加热到193℃，加热流体油的初温为175℃，流量为230kg/h，比热为2.09kJ/（kg.K）。第一个换热器A1=0.47 m2，K1=570W/(m2.K)，第二个换热器A2=0.94 m2，K2=370W/(m2.K)，应该选用哪一个换热器？取水的比热为4.18 kJ/（kg.K）。逆流。 Zc7：

离心泵吸入管径d=100mm，吸水管长度L=20m，流量Q=54m3/h，水泵允许吸上真空度为6m水柱，不带阀的滤水网阻力系数?1=6，90°曲弯头阻力系数?2=0.3，摩擦阻力系数λ=0.03。试求：

（1）.离心泵的实际可安装高度（安全系数按1m，水温20℃）； （2）.若要求泵的升扬高度为10m，应选多大功率的泵？ （设η=70%，泵出口阻力可忽略）。

在总压101.3kPa及8chapter2-2

在总压101.3kPa及30℃下，氨在水中的溶解

度

为

1.72g

Hg (NH3)/100g(H2O)。若氨水的气液平衡关系符合亨利定律，相平衡常数为0.764，试求气相组成Y。

Njuct8-2

在单效蒸发器中每小时将5400kg、20%NaOH水溶液浓缩至50%。原料液温度为60℃，比热容为3.4kJ/（kg·℃），加热蒸汽与二次蒸汽的绝对压强分别为400kPa及50kPa。操作条件下溶液的沸点为126℃，总传热系数Ko为1560W/（m2·℃）。加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排除。热损失可以忽略不计。试求： 忽略浓缩热时：①加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗量；②若原料液的温度改为126℃，求①项。

400kPa：蒸汽的焓H=2742.1kJ/kg 汽化热r=2138.5kJ/kg

冷凝水的焓hw=603.61kJ/kg 温度T=143.4℃

50kPa： 蒸汽的焓H′=2644.3kJ/kg 汽化热r′=2304.5kJ/kg 温度T′=81.2℃

Fxzc13．

填料层高度为3m的常压、逆流操作的吸收塔内，用清水吸收空气中的氨，进塔气体中含氨6%（体积分率，以下同），塔顶尾气含氨0.5%，脱吸因子为1，在操作条件下氨―水系统的平衡关系可用y=mx表示，且测得与含氨2%的混合气充分接触后的水中，氨的浓度为2g/1002g（水）。试求：

a) b)

Njuct 5-2

吸收液的出口浓度； 填料塔的传质单元数；

对某两组分理想溶液进行简单蒸馏，已知xF=0.5（摩尔分率），若汽化率为60%，试求釜残液组成和馏出液平均组成。已知常压下该混合液的平均相对挥发度为2.16。

（试差范围x2=0.300-0.330，答案：y?0.614）

例题：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。操作回流比为3，试计算： （1）塔顶及塔底的产品量；

D?44.3kmol/hW?55.7kmol/h?179.3kmol/h（2）精馏段上升蒸汽量及回流液量；? 134.5kmol/h Zju10-11

某连续精馏塔在常压下分离甲醇-水溶液，料液量为100kmol·h，组成xF=0.4，其精馏段操作线方程为y=0.63x+0.361；提馏段的操作线方程为y=1.805x-0.00966 试求：①此塔的操作回流比②塔顶流出液量③q值 R=1.7，D=40.3 kmol·h，q=0.654

-1

-1

填料层高度为3m的常压、逆流操作的吸收塔内，用清水吸收空气中的氨，进塔气体中含氨6%（体积分率，以下同），塔顶尾气含氨0.5%，脱吸因子为0.91，在操作条件下氨―水系统的平衡关系可用y=mx表示，且测得与含氨2%的混合气充分接触后的水中，氨的浓度为20g/1002g（水）。试求：

c) d)

吸收液的出口浓度； 填料塔的传质单元数；