1、化工原理部分重点习题 管路用一台泵将液体从低位槽送往高位槽。输送流量要求为 2.5 10-3m3/s。高位槽上方气体压强（表压）为 0.2MPa，两槽液面高度差为 6m，液体密度为 1100kg/m3。管路 40 3mm，总长（包括局部阻力）为 50m，摩擦系数为 0.024。求泵给每牛顿流体提供的能量为多少？ 解：取低位槽液面为 1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，并以 1-1 截面为基准面，在 1-1和 2-2 截面间机械能衡算 拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为 10m 高的塔中。塔 顶压强为 0.06MPa(表压 )。全部输送管均为 57 3.5mm 无缝钢管 , 管长 50m
2、(包括局部阻力的当量长度 )。碱液的密度=1200kg/m3 , 粘度 =2mPa s。管壁粗糙度为 0.3mm。 试求： (1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程； (2) 流量为 30m3 /h 时的 He和 Pe。 在阻力平方区 =f（ /d） 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水 , 当流量为 71m3/h 时 , 泵吸入口处真空表读数0.029MPa, 泵压出口处压强计读数 0.31MPa。两测压点的位差不计 , 泵进、出口的管 径相同。测得此时泵的轴功率为 10.4kW, 试求泵的扬程及效率。 热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为 25mm 2.5mm 钢管，导热系数 45W/
3、(m.k)冷水在管内湍流流动，给热系数 a1 为 2000 W/(m.k) ，热气在环隙中湍流流动，给热系数 a2 为50W/(m.k)。不计垢层热阻，试求： （ 1）管壁热阻占总热阻的百分数；（ 2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数 K 有何变化？（ 3）内隙中热气体流速提高一倍，总传热系数 K 有何变化？ 某列管式加热器由多根 25 2.5mm 的钢管所组成，将苯由 20加热到 60，苯在管中流动，其流量为 16000kg/h，流速为 0.6m/s。加热剂为 130的饱和水蒸汽，在管外冷凝。苯的比热容 Cp 1.78kJ/(kg )，密度为 860kg/m3。已知加热器的传热系数为720
4、W/(m2 )。 试求：（ 1）此加热器所需的管数 n（ 2）单管的长度 L。 有一单壳程、双管程列管式换热器。壳程为 120饱和水蒸气冷凝，常压空气以 12m/s 的流速在管程内流过。列管为 38 2.5mm 钢管，总管数为 200 根。已知 空气进口温度为 26，要求被加热到 86。又已知蒸汽侧对流传热系数为 10 的四次方 W/(mK) ，壁阻及垢阻可忽略不计。试求： (1) 换热器列管每根管长为多少米？ (2) 由于此换热器损坏，重新设计了一台新换热器，其列管尺寸改为 54 2mm，总管数减少 20%，但每根管长维持原值。用此新换热器加热上述空气，求空气的出口温度。 流率为 0.04k
5、mol/(s.m2)的空气混合气中含氨 2%（体积 %），拟用一逆流操作的填料吸收 塔回收其中 95%的氨。塔顶喷入浓度为 0.0004（摩尔分率）的稀氨 水溶液，液气比为最小液气比的 1.5 倍，操作范围内的平衡关系为 y=1.2x，所用填料的气相总体积传质系数Kya=0.052kmol/(m3s)，试求： (1)液体离开塔底时的浓度（摩尔分率）； (2)全塔平均推动力 y m； (3)填料层高度。 欲设计一连续精馏塔用以分离含苯与甲苯各 0.5 的料液，要求馏出液中含苯 0.96，残液中含苯不高于 0.05（以上均为摩尔分数）。泡点进料，选用的回流比是最小回流比的 1.2 倍，物系的相对挥发度为 2.5。试用逐板计算法求取所需的理论板数及加料板位置。
