发布时间 : 星期一 文章化工原理期末复习题2更新完毕开始阅读96c03d0bc281e53a5802ffad
温度。设传热平均温度差可按算术平均值计算。
11.有一单管程列管式换热器，传热面积S0为4m2，列管直径为Φ25mm×2.5mm。用温度为25?C的水将油由200?C冷却至100?C，水走管内，油走管间，并呈逆流流动。已知水和油的流量分别为1200kg/h和1400kg/h，其比热容分别为4.18kJ/(kg??C)和2.0kJ/(kg??C)；水侧和油侧的对流传热系数为1800W/(m2??C)和200W/(m2??C)。污垢热阻和管壁热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。试校核该换热器是否合用？
12.有一列管式换热器,110?C的饱和蒸气在壳方冷凝为同温度下的水排出，管内为一定流量的气体呈湍流流动，其温度从30?C加热到50?C。现因气体流量增加，而加热蒸气温度和气体进口温度均不变，气体出口温度降到48?C，试求气体流量为原流量的倍数。假设管壁热阻、污垢热阻及换热器的热损失均可忽略；两种情况下气体物性可视为不变；K??i，?i?Wc0.8。
（三）吸收
1.在逆流操作的填料吸收塔内，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质，气体混合物中溶质的浓度很低。若在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，两直线斜率之比为0.8,塔高为18米，气相总传质单元高度为1.5米，试求此吸收塔的回收率。
2.在直径为0.8m的填料吸收塔内，用水吸收分压为1330Pa的氨—空气混合气体中的氨，经过吸收操作后，混合气中99.5%的氨被水吸收。已知入塔的空气流率为1390kg/h,水的用量为其最小用量的1.44倍，在操作条件下，气液平衡关系为Y*=0.755X，气相体积吸收总系数KYa为314kmol/(m3?h)，试求所需填料层高度。(操作压强为1.013×
105Pa)
3.用清水吸收有机合成残余气体中的甲醇（其它气体视为不参与反应的）。处理气体量为1m3(标准)/s,混合气中含甲醇20g/m3，吸收率为95%，适宜的液气比是最小液气比的125%，该条件下气液平衡关系为Y*=1.15X，试求吸收所需的气相总传质单元数。
4.某连续逆流填料吸收塔用清水在常压及0?C下吸收有机合成残余气体中的甲醇（其它组
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分可视为惰性组分），残气进塔流量为1m3/s(以标准状态计)，含甲醇25g/m3(标准状态)，要求甲醇的吸收率为90%，吸收剂用量为最小用量的1.3倍，操作条件下的气液平衡关系为Y*=1.1X，求塔底吸收液出口组成及此吸收过程的气相总传质单元数。
5.110kPa下定态操作的氨吸收塔的某截面上，含氨0.03（摩尔分数）的气体与氨浓度为1kmol/m3的氨水相遇，已知气膜传质系数kG=5×10?9kmol/(m2?s?Pa),液膜传质系数
kL=1.5×10?4m/s,其平衡关系可以用亨利定律表示，溶解度系数H为7.3×
10?4kmol/(m3?Pa),试求：
①以分压差表示的总推动力，总传质系数和传质速率。 ②气膜、液膜阻力占总阻力的百分比。
6.某厂有一填料吸收塔，直径为880mm，填料层高6m，所用填料为56mm的拉西环。在25?C及1atm时，每小时处理2000m3含5%（体积%,下同）丙酮的空气-丙酮混合气。处理时使用水作溶剂。塔顶送出的尾气中含丙酮0.263%，塔底送出的溶液中每千克含丙酮61.2克。已知在此操作条件下的平衡关系为Y*=2X，试计算气相总体积传质系数
KYa。
7.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。操作温度为20?C、压强为101.33kPa，对应的混合气流量为480m3/h。进塔气相组成为0.015（摩尔分数），吸收率为98%，出塔液相组成可达到与出塔气相浓度平衡浓度的80%，平衡关系为
Y*=0.75X(Y，X为摩尔比)。
试求：①出塔液相组成，以摩尔比表示；②用水量，kg/h。
8.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。测得进塔气相组成为0.06（摩尔比，下同），出塔气相组成为0.008，出塔液相组成为0.02。操作条件下气液平衡关系为Y*=2.5X(Y，X为摩尔比),若填料层高度为8m，试求该塔的气相总传质单元高度
HOG。
9.在逆流填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质。进塔气相组成为0.026（摩尔比，下
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同），出塔气相组成为0.0026，混合气中惰气流量为100m3(标准)/h，清水流量为0.1m3/h。操作条件下气液平衡关系为Y*=0.526X(Y，X为摩尔比),若填料层高度为1.5m，塔内径为0.2m，试求该塔的气相体积总传质系数KYa，kmol/(m3?h)。
10.在逆流常压填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分。进塔气相组成为5%（体积），吸收率为98%。吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的气液平衡关系为
Y*=1.2X(Y，X为摩尔比)，气相体积总传质系数KYa为180kmol/(m3?h)。若混合气
流量为2826m3(标准)/h，按标准状态下计的气体空塔速度为1m/s，试求： （1）出塔液相组成X1，摩尔比；（2）气相总传质单元高度，m。
11.在常压逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收氨—空气混合气体中的氨，混合气的质量流速为580kg/(m2?h)，组成为6%（体积），吸收率为99%；水的质量流速为770kg/(m2?h)。操作条件下的气液平衡关系为Y*=0.9X(Y，X为摩尔比)，若填料层高度为4m，试求气相总传质单元高度。
12.在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中的氨，氨的浓度为8g/(标准)m3，混合气处理量为4500m3(标准)/h。氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。操作压强为1.013×105Pa，温度为30?C，气液平衡关系为Y*=1.2X(Y，X为摩尔比)，气相体积总传质系数KYa为0.06kmol/(m3?h),空塔气速为1.2m/s，试求： (1)用水量，kg/h；(2)塔径和塔高，m。
（四）精馏
1.某两组分混合液用精馏塔分离，其进料浓度为50%（摩尔分率），泡点进料，体系相对挥发度为2，塔顶出料量为进料量的60%，当回流比为0.8时，需要的理论塔板数为无穷多块，试求：
①此时塔顶、塔底的组成各为若干？
②若回流比改为1.5，保持各组成不变，理论塔板数减少，试绘出精馏段和提馏段的操作线（简图）。
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2.已知苯与甲苯两组分体系的相图如图所示，在常压连续精馏塔中进行分离，已知原料液的组成为0.50（摩尔分率，下同），料液流量为1000kmol/h，加料热状态参数q=1.2，操作回流比为最小回流比的1.8倍，要求馏出液含轻组分0.90，釜残液含轻组分0.05，试求：
（1）馏出液量和釜残液量； （2）提馏段的汽、液流量； （3）所需理论板数和加料位置。
3.已知苯与甲苯两组分体系某常压连续精馏过程的图解法求理论板数过程如右图，若已知进料流量为120kmol/h，总板效率为60%，试求：（1）适宜回流比为最小回流比的多少倍？ （2）提馏段内的气、液流量为多少？ （3）所需实际塔板数为多少块？
4.有一常压连续精馏塔，共有15块塔板，用来精馏甲醇水溶液，进料中含甲醇0.55，每千摩尔原料液变成饱和蒸汽所需热量等于原料液千摩尔汽化热的1.2倍，已知馏出液含甲醇0.95，釜液含甲醇不大于0.03（以上均为摩尔分数），若回流比为最小回流比的1.5倍，试求： ①塔板总效率及实际加料位置。
②当进料量为100kmol/h时的精馏段和提馏段内的汽液相负荷。
常压下甲醇-水溶液的平衡曲线如右图所示，甲醇分子量为32kg/kmol。
5.在常压连续精馏塔内分离含甲醇50%的水溶
液，要求塔顶产品中含甲醇95%，釜液中甲醇含量不大于1%（以上均为质量百分数），每小时进料量为2500kg,原料经预热器预热至58?C送入塔内（其q值为1.04），塔顶采用全凝器，回流液为饱和液体，回流比取最小回流比的1.5倍，全塔板效率为50%，试求：
①所需实际塔板数；
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