绍兴文理学院化工原理期末复习卷.doc

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二.计算（80分）:

1.（15分）有密度为的液体，在内径为60mm的管中输送到某处。

若其流速为，试求①该液体的体积流量（5分）、②质量流量（5分），③质量流速（5分）。

1.（10分）25℃的水在内径为50mm的直管中流动，流速为2m/s。

试求雷诺数，并判断其流动类型。

25℃，水的黏度，密度。

2.（20分）如图所示，有的水平管与垂直管，其中有温度为20℃的水流动，流速为。

在截面A与截面B处各安装一个弹簧压力表，两截面的距离为6m，管壁的相对粗糙度。

管壁相对粗糙度，查得摩擦系数

试问①（10分）这两个直管上的两个弹簧压力表读数的差值是否相同？

如果不同，试说明其原因。

②（10分）

如果用液柱压差计测量压力差，则两个直管的液柱压力计的读数R是否相同？

指示液为汞，其密度为。

水的温度t=20℃

密度，黏度

2.（20分）如题图所示，用离心泵从河边的吸水站将20℃的河水送至水塔。

水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m。

管路为的钢管，管长1800m，包括全部管路长度及管件的当量长度。

若泵的流量为，试求水从泵获得的外加机械能为多少？

钢管的相对粗糙度。

湍流时。

水在20℃时，

3，（20分）在管径的管路中心处安装皮托测速管，测量管路中流过的空气流量。

空气温度为21℃，压力为（绝对压力）。

用斜管压差计测量，指示液为水，读数为200mm，倾斜角度为20度。

试计算空气的质量流量。

（水的密度，空气的黏度，查得。

）

4．（10分）有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为0.16W/（m·℃）、厚度为300mm的绝热材料。

已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75℃，如图所示。

试求加热器平壁外表面温度。

4.（10分）有一冷藏室，其保冷壁是由30mm厚的软木做成的。

软木的热导率λ=0.043W/（m·℃）。

若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失.

5．（20分）冷却水在，长为2m的钢管中以的流速通过。

水温由15℃升至25℃。

求管壁对水的对流传热系数。

20℃时水的密度，黏度，热导率λ=59.9×10-2W/（m·℃），普朗特数。

5，（20分）空气以的流速通过的钢管，管长。

空气入口温度为32℃，出口温度为68℃。

（1）试计算空气与管壁间的对流传热系数。

（2）如空气流速增加一倍，其他条件均不变，对流传热系数又为多少？

。

空气在时的物性数据，

，

6．（20分）载热体的流量为，试计算下列各过程中载热体放出或吸收的热量。

（1）100℃的饱和水蒸气冷凝成100℃的水（水蒸气冷凝比汽化热）；

（2）苯胺由383K降温至283K（t=333k：

比热容　）；（3）比热容为的水溶液从290K加热到370K；（4）常压下20℃的空气加热到；（85℃比热容）（5）绝对压力为250kPa的饱和水蒸气，冷凝冷却成40℃的水。

（饱和水蒸气，饱和温度，比汽化热。

t=83.6℃，比热容）。

6．（10分）在一换热器中，用水使苯从80℃冷却到50℃，水从15℃升到35℃。

试分别计算并流操作及逆流操作时的平均温度差。

7.（10分）在1壳程2管程列管式换热器中用水冷却油，冷却水走管内，进口温度为，出口温度为50℃。

油进口温度为120℃，出口温度为60℃。

试计算两种流体的传热平均温度差。

查得温差校正系数

7，（20分）有一套管式换热器，内管为的钢管，内管中有质量流量为的热水，从90℃冷却到60℃。

环隙中冷却水从20℃升到50℃。

总传热系数。

试求：

（1）冷却水用量；

（2）并流流动时的平均温度差及所需传热面积；（3）逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。

热水平均温度

冷水平均温度

7，（10分）有1壳程2管程列管式换热器，用293K的冷水30t/h使流量为20t/h的乙二醇从353K冷却到313K，设总传热系数为，试计算所需传热面积。

乙二醇T=333K，比热容

水在范围内，比热容

8,由正庚烷与正辛烷组成的溶液，在常压连续精馏塔内进行分离。

混合液的质量流量为5000kg/h，其中正庚烷的质量分数为30%，要求馏出液中能回收原料中88%的正庚烷，釜液中含正庚烷质量分数不高于5%。

试求馏出液与釜液的摩尔流量，及馏出液中正庚烷的摩尔分数。

8,在一连续操作的精馏塔中分离苯-甲苯溶液。

进料量为，进料中苯的组成为（摩尔分数），饱和液体进料。

馏出液中苯的组成为（摩尔分数），釜液中苯的组成为（摩尔分数），回流比。

试求从冷凝器回流入塔顶的回流液摩尔流量以及从塔釜上升的蒸气摩尔流量。

9,在一连续操作的精馏塔中分离某双组分溶液。

其进料组成为0.3，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04，均为易挥发组成的摩尔分数。

进料热状态参数q=1.2，塔顶液相回流比。

试写出本题条件下的精馏段及提馏段操作线方程。