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文檔簡介

第1章 流體流動1-1容器A中氣體的表壓力為,容器B中的氣體的真空度為。試分別求出A、B二容器中氣體的絕對壓力為若干。該處環(huán)境大氣壓等于標準大氣壓。(答:; )解:取標準大氣壓為,所以得到:;。 1-2某設備進、出口的表壓分別為 和,當?shù)卮髿鈮簽?,試求此設備進、出口的壓力差為多少。 (答:) 解:。 1-3為了排除煤氣管中的少量積水,用如圖示水封設備,水由煤氣管道上的垂直支管排出,已知煤氣壓力為(表壓)。問水封管插入液面下的深度最小應為若干? (答:)解:習題1-3 附圖1-4某一套管換熱器,其內(nèi)管為外管為。內(nèi)管流過密度為,流量為的冷凍鹽水。管隙間流著壓力(絕壓)為,平均溫度為,流量為的氣體。標準狀態(tài)下氣體密度為,試求氣體和液體的流速分別為若干?( 答:; )習題1-4 附圖解:,; 對液體:; 對氣體:, ,。1-5水在內(nèi)徑為的管內(nèi)流動,流速為。試求雷諾準數(shù)為若干? ( 答: ) 解:。(下水的,查物性手冊) 1-6(1)設流量為,水溫,管徑為,試判斷流動類型。(2)條件與上相同,但管中流過的是某種油類,油的運動黏度為,試判斷流動類型。 (答:(1),湍流 ;(2) ,層流) 解:, , 查物性手冊得下水的密度和粘度分別為:,所以流體在管內(nèi)的流動類型為湍流;所以流體在管內(nèi)的流動類型為層流。1-7密度為的某液體經(jīng)一內(nèi)徑為的管道輸送到某處,若其流速為,求該液體的體積流量,質(zhì)量流量和質(zhì)量流速。(答:;)解:,。 1-8有一輸水管路,的水從主管向兩支管流動,主管內(nèi)水的流速為,支管1與支管2的水流量分別為與。支管為。試求:(1)主管的內(nèi)徑;(2)支管1內(nèi)水的流速。(答:(1);(2))習題1-8 附圖解:,;,。1-9已知水在管中流動。在截面1處的流速為。管內(nèi)徑為,由于水的壓力產(chǎn)生水柱高為;在截面2處管內(nèi)徑為。試計算在截面1、2處產(chǎn)生水柱高度差為多少?(忽略水由1到2處的能量損失) (答:)習題1-9 附圖 解:, 對截面1與截面2列伯努利方程: , , 。1-10圖示吸液裝置中,吸入管尺寸為,管的下端位于水面下,并裝有底閥及攔污網(wǎng),該處的局部壓頭損失為 。若截面處的真空度為,由截面至截面的壓頭損失為 。求:(1)吸入管中水的流量,;(2)吸入口處的表壓。 (答:(1) ;(2))習題1-10 附圖 解:以水面為基準面,在基準面與截面間列伯努利方程: , ,(表壓), 代入上式得: 在截面與截面間列伯努利方程: ,(表壓), 代入上式得: 由與解得: , ; 由式可以解得: 。1-11在圖示裝置中,出水管直徑為 。當閥門全閉時,壓力表讀數(shù)為,而在閥門開啟后,壓力表讀數(shù)降至,設總壓頭損失為(水柱),求水的流量為若干 ? ( 答: )習題1-11附圖解:取水面為截面,壓力表處為截面,以壓力表管中心線為基準面。故,。 當閥門全關閉時:, 由流體靜力學原理得: ,當閥門打開后,在截面與截面間列伯努利方程:式中,。1-12在水平管道中,水的流量為,已知管內(nèi)徑,及。若忽略能量損失,問聯(lián)接于該管收縮斷面上的水管,可將水自容器內(nèi)吸上高度為多少? ( 答: ) 習題1-12 附圖 解:,以管中心線為基準面,取處為面,處為面,在 面與面間列伯努利方程:,又有,。 1-13求常壓下的空氣以的流速流經(jīng)長的水平通風管的能量損失,管道截面為長方形,高,寬。() (答:氣柱,這個答案與讀圖很有關系) 解:,由,查圖得,。 1-14如圖所示,某一輸油管路未裝流量計,但在A與B點壓力表讀數(shù)分別為,。試估計管路中油之流量。已知管路尺寸為的無縫鋼管,A、B兩點間長度為,其間還有6個彎頭,油的密度為,黏度為。(答:)習題1-14 附圖 解:取A點的水平面為基準面,在A與B間列伯努利方程: 式中:, , , 代入得: , 假設為層流,則: , 將代入中得: , 校核 與假設相符, 。1-15水從水塔用有縫鋼管引至車間的低位水槽中,水槽與水塔的液位差為,管路長度為(包括管件的當量長度)。水溫為,試求此管路輸水量為若干(設)。 (答:)解:由查得:, 取低位水槽水面為基準面,在低位水槽和水塔間列伯努利方程: 式中:, , , 由查圖并用試差法求得: , 。1-16在管徑為的管道中心裝一皮托管,以測定管道中流過的空氣流量,空氣溫度為,壓力為(絕壓),用斜管壓差計測量,其讀數(shù)為。斜管壓差計的傾斜角度為度。問這時空氣質(zhì)量流量為若干?(答:)解:, , , , 查圖得:, , 。 1-17密度為的液體,以的流量流經(jīng)一內(nèi)徑為的管道,該液體的黏度為 ,若流過孔板的壓力降不超過,問孔板的孔徑為若干? (答:) 解: 式中:, , , 查圖并用試差法得:, 故, 驗證: (在直線段), 所以得到:。第2章 流體輸送2-1某離心泵以水進行泵性能實驗,體積流量為,泵出口壓力表讀數(shù)為,泵入口真空表讀數(shù)為。若壓力表和真空表測壓截面間的垂直距離為,吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為及,試求泵的揚程。( 答:)解:, , , 。 2-2在一化工生產(chǎn)車間,要求用離心泵將冷卻水由貯水池經(jīng)換熱器送到另一個高位槽。已知高位槽液面比貯水池液面高出,管路總長(包括局部阻力的當量長度在內(nèi))為,管內(nèi)徑為,換熱器的壓頭損失為,在上述條件下摩擦系數(shù)可取為,離心泵在轉(zhuǎn)速時的特性曲線數(shù)據(jù)如下表所示。00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0082625.524.5232118.515.5128.5試求:(1)管路特性曲線;(2)泵的工作點及其相應流量及壓頭。 (答:) 解:設管路特性曲線為, , 代入上式得:, 計算列表如下:00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0081010.51214.51822.628.134.642.2 作泵的特性曲線和管路特性曲線圖得: 由圖可以看出,泵的工作點為兩條特性曲線的交點。工作點:,。2-3某離心泵的額定流量為,揚程為。試問此泵是否能將密度為、流量為的液體,從敞口貯槽向上輸送到表壓為的設備中,敞口貯槽與高位設備的液位的垂直距離為。已知管路的管徑為,管長為(包括直管長度與所有管件的當量長度),摩擦系數(shù)為。 (答:此泵合用) 解:離心泵的送液能力和揚程都大于管路系統(tǒng)所要求的,故此泵合用。2-4由山上的湖泊中引水至某貯水池,湖面比貯水池面高出,管道流量達到,試選擇管直徑為多少?假定所選管道的磨檫系數(shù)。經(jīng)長期使用,輸水管內(nèi)壁銹蝕,其磨檫阻力系數(shù)增大至。問此時水的流量減至若干?(答:,)解:, 因為水在管內(nèi)的流速一般取,我們?nèi)。?此時:,選用的熱軋無縫鋼管。在湖面和貯水池面之間列伯努利方程得: 式中:, ,又 , 2-4由山上的湖泊中引水至某貯水池,湖面地面高出45m,管道總長4000m (包括直管長度和局部阻力當量長度),要求流量達到。若使用新鑄鐵管,其摩擦阻力系數(shù),則鑄鐵內(nèi)徑需多大?經(jīng)長期使用,鑄鐵管內(nèi)壁腐蝕,其摩擦阻力系數(shù)增大至,問此時水流量減至若干?解:在湖面和貯水池面之間列伯努利方程得: 因為 (表壓),所以 (1) 因為 所以 代入式(1)得 所以: 當時,代入式(1)得 2-5某工藝裝置的部分流程如下圖所示。已知各段管路均為的無縫鋼管,AB段和BD段的總長度(包括直管與局部阻力當量長度)均為,BC段總長度為。管中流體密度為,管內(nèi)流動狀況均處于阻力平方區(qū),且,其它條件如圖所示,試計算泵的流量和揚程。(答:,)圖2-27 習題2-5附圖解:以地面為基準面。在E和F之間列伯努利方程得: 其中:, , 即在BD段中流體的流速, 在B與右側(cè)貯液器之間列伯努利方程得: 在B與C之間列伯努利方程得: 由得: 其中:, ,由分支管路特性知:,在B與左側(cè)貯液器之間列伯努利方程得:其中:, 泵的流量第3章 沉降過濾3-1、試求直徑,密度為的球形石英粒子,在水中及在空氣中的沉降速度。(答:,)解:在水中的沉降速度 先假定此沉降屬層流區(qū),可按斯托克斯定律求, 查表得水的, 復核:與假定相符; 在空氣中的沉降速度 先假定此沉降屬層流區(qū),按按斯托克斯定律求, 查表得空氣的, 復核:與假定不符, 再設該沉降屬于過渡區(qū),按艾倫定律求, 復核:屬于過渡區(qū),與假定相符。3-2、有一玉米淀粉水懸浮液,溫度,淀粉顆粒平均直徑為,淀粉顆粒吸水后的密度為,試求顆粒的沉降速度。(答:)解:先假定此沉降屬層流區(qū),按按斯托克斯定律求, 已知:,查表得20的水的,檢驗值: 計算結(jié)果表明,與假設相符,故算得的正確。3-3、密度為的球形石英微粒在空氣中自由沉降,計算服從斯托克斯公式的最大微粒直徑及服從牛頓公式的最小微粒直徑。(答:,)解:層流區(qū)的上限值:, 查表得空氣的, 湍流區(qū)的下限值:, 3-4、氣流中懸浮某種球形微粒,其中最小微粒為10,沉降處于斯托克斯定律區(qū)。今用一多層隔板降塵室以分離此氣體懸浮物。已知降塵室長度,寬度,共層,每層高,氣體密度為,粘度,微粒密度為。試問:(1)為保證最小微粒的完全沉降,可允許的最大氣流速度為多少?(2)此降沉室最多每小時能處理多少氣體?(答:,)解: 水平流速; 。 3-5、一除塵室用以除去爐氣中的硫鐵礦塵粒。礦塵最小粒徑,密度為。除塵室內(nèi)長,寬,高。室內(nèi)溫度為,在此溫度下爐氣的黏度為,密度為。若每小時需處理爐氣標準,試計算除塵室隔板間的距離及除塵室的層數(shù)。(答:,)解:, 水平流速, 假定此沉降屬層流區(qū),按按斯托克斯定律求, , 每層間距, 層數(shù), 復核:與假定相符。3-6、用一個截面為矩形的溝槽,從煉油廠的廢水中分離所含的油滴。擬回收直徑為以上的油滴。槽的寬度為,深度為。在出口端,除油后的水可不斷從下部排出,而匯聚成層的油則從頂部移去。油的密度為,水溫為。若每分鐘處理廢水,求所需槽的長度。 (答:)解:假定此沉降屬層流區(qū),按按斯托克斯定律求,查表得20的水的,負號代表油滴向上運動,復核:與假定相符,油滴從槽底升至表面所需的時間,故廢水在槽中通過的時間應大于,即:廢水在槽內(nèi)通過的時間3-7、過濾含(質(zhì)量)固相的水懸浮液,得到濾液。濾渣內(nèi)含有水分。求所得干濾渣的量。 (答:)解:設懸浮液量,濕濾渣量,干濾渣量 由上面兩式可得:,。3-8、用一臺型板框壓濾機過濾某懸浮液,懸浮液中固相質(zhì)量分率為,固相密度為,液相為水。每一濾餅中含水,其余全為固相。已知操作條件下的過濾常數(shù),。濾框尺寸為,共個框。試求:(1)過濾到濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時間及所得濾液體積;(2)過濾完畢用清水洗滌濾餅,求洗滌時間。洗水溫度及表壓與濾漿的相同。(答:,)解:濾框尺寸:,共個框, 框內(nèi)實際總?cè)莘e為, 濾餅體積等于全部濾框內(nèi)的實際總?cè)莘e即, 濾餅中含水量,體積為, 濾餅中固相體積, 濾餅中固相質(zhì)量, 懸浮液的質(zhì)量, 濾液的質(zhì)量 濾液的體積, 過濾面積, 單位面積的濾液量, 由 式中:, (過濾時間) 清洗時間。第4章 傳熱4-1、燃燒爐的平壁由下列三種材料構成: 耐火磚的熱導率為 厚度 ;絕熱磚的熱導率為;普通磚的熱導率為。若耐火磚內(nèi)側(cè)溫度為 , 耐火磚與絕熱磚接觸面最高溫度為 ,絕熱磚與普通磚間的最高溫度不超過 (假設每兩種磚之間接觸良好界面上的溫度相等) 。試求:(1)絕熱磚的厚度。絕熱磚的尺寸為:; (2) 普通磚外測的溫度。普通磚的尺寸為:。(答: ; )解:第一層: 第二層: 因為絕熱磚尺寸厚度為,故絕熱磚層厚度取, 校核: ; 。4-2、某工廠用的無縫鋼管輸送水蒸氣。為了減少沿途的熱損失,在管外包兩層絕熱材料:第一層為厚的礦渣棉,其熱導率為 ;第二層為厚的石棉灰,其熱導率為。管內(nèi)壁溫度為,保溫層外表面溫度為。管道長。試求該管道的散熱量。無縫鋼管熱導率為 (答:)解:已知:, 查表得: 其中:, , , 。4-3、冷卻水在,長為的鋼管中以的流速通過。水溫由升至。求管壁對水的對流傳熱系數(shù)。 (答:)解:設為湍流 水的定性溫度, 查表得:, , , , , , 與假設相符, , 。4-4、空氣以的流速通過一的鋼管,管長??諝馊肟跍囟葹?,出口為。試計算空氣與管壁間的對流傳熱系數(shù)。如空氣流速增加一倍。其它條件不變,對流傳熱系數(shù)又為多少?(答: ,)解:設為湍流 空氣的定性溫度, 查表得:, , , , , , 與假設相符, , ,當時。 。4-5、有一套管式換熱器,外管尺寸為,內(nèi)管為的鋼管,冷水在管內(nèi)以的流速流動。水進口溫度為,出口為。試求管壁對水的對流傳熱系數(shù)。(答:)解:設為湍流 水的定性溫度, 查表得:, , , , 與假設不符,為過度流, , ,。4-6、現(xiàn)測定套管式換熱器的總傳熱系數(shù),數(shù)據(jù)如下:甲苯在內(nèi)管中流動,質(zhì)量流量為,進口溫度為,出口溫度為;水在環(huán)隙中流動,進口溫度為,出口為。逆流流動。冷卻面積為。問所測得得總傳熱系數(shù)為若干? (答: )解:甲苯的定性溫度, 查表得:, , , , , 。4-7、在一套管式換熱器中,內(nèi)管為的鋼管,內(nèi)管中熱水被冷卻,熱水流量為,進口溫度為,出口為。環(huán)隙中冷卻水進口溫度為,出口溫度為,總傳熱系數(shù)。試求:(1)冷卻水用量; (2)并流流動時的平均溫度差及所需的管子長度;(3)逆流流動時的平均溫度差及所需的管子長度。(答:(1) ;(2) , ;(3) , )解:, ; , , , , ; , , , , 4-8、一套管式換熱器內(nèi)流體的對流傳熱系數(shù),管外流體的對流傳熱系數(shù)。已知兩種流體均在湍流情況下進行換熱。試回答下列問題:(1)假設管內(nèi)流體流動增加一倍; (2)假設管外流體流速增加二倍。 其它條件不變,試問總傳熱系數(shù)是原來的多少倍?管壁熱阻及污垢熱阻可不計。(答:(1)倍 ;(2)倍 ) 解:, ; 管內(nèi)流速增加一倍,即, 因為是湍流情況下的換熱,故: , , , ; 管外流速增加二倍,即, 因為是湍流情況下的換熱,故: , , , 。4-9、有一套管式換熱器,內(nèi)管為,外管為的鋼管。內(nèi)管中苯被加熱,苯進口溫度為,出口為。流量為。套管中為的飽和水蒸氣冷凝,冷凝的對流傳熱系數(shù)為。已知管內(nèi)壁的垢阻為,管壁及管外側(cè)熱阻均可不計。苯的密度為。試求:(1)加熱水蒸氣用量;(2)管壁對苯的對流傳熱系數(shù);(3)完成上述處理所需套管的有效長度。(答:(1);(2) ;(3)) 解:苯的定性溫度, 查表得:, , , , 下:飽和水蒸氣的飽和溫度,汽化熱; ;設為湍流 , 與假設相符, , ; , , , , 4-10、空氣在預熱器內(nèi)從加熱至,的飽和蒸汽在管外冷凝,若保持空氣進出口溫度不變,而將預熱器內(nèi)的空氣流量增加,而預熱器不更換。試通過定量計算來說明采用什么措施來完成新的生產(chǎn)任務?假定空氣在管內(nèi)做湍流流動,且總傳熱系數(shù)約等于空氣一側(cè)的對流傳熱系數(shù)。(答:管徑縮小為原來管徑的倍;管長增加為原來管長的倍;將加熱蒸氣的溫度升為)解: 故, 根據(jù),且, 故可從以下三方面著手提高生產(chǎn)能力: 增大值,即提高值,物性不變: ,而 可減小, 而,不變 , 而, ,即管徑縮小為原來管徑的倍; 增大:由,故,因管徑不變,也不變,且, , 而, 即管長增加為原來管長的倍;提高: 由于,不變,故只能升高加熱蒸氣的溫度,此時不改變, , , , , , 即, , 即將加熱蒸氣的溫度升為。4-11、在列管換熱器中,用飽和蒸汽加熱原料油,溫度為的飽和蒸汽在殼程冷凝,原料油在管程流動并由加熱到。操作溫度下油的密度為,油在管中的平均流速為,換熱器熱負荷為。列管換熱器共有根的管子,管長為。若已知蒸汽冷凝系數(shù)為,油側(cè)污垢熱阻為,管壁和蒸汽側(cè)污垢熱阻可忽略。試求管內(nèi)油側(cè)對流傳熱系數(shù)為多少?若油側(cè)流速增加一倍,此時總傳熱系數(shù)為原來的倍,試求油的出口溫度,設油的物性常數(shù)不變。(答:)解:, 基于管內(nèi)表面總傳熱系數(shù): , 由 即 ; 由原熱負荷:, 得: , 現(xiàn)熱負荷:, 又傳熱速率方程: , , 。第5章 蒸發(fā)5-1、在葡萄糖水溶液濃縮過程中,每小時的加料量為,濃度由15%(質(zhì)量)濃縮到70%(質(zhì)量)。試求每小時蒸發(fā)水量和完成液量。(答:,)解:蒸發(fā)水量; 完成液量。5-2、固體NaOH的比熱容為,試分別估算NaOH水溶液濃度為10%和25%時的比熱。 (答:,)解:濃度的溶液:; 濃度的溶液: 。5-3、已知單效常壓蒸發(fā)器每小時處理 NaOH水溶液,溶液濃度由15%(質(zhì)量)濃縮到25%(質(zhì)量)。加熱蒸汽壓力為(絕壓),冷凝溫度下排出。分別按20加料和沸點加料(溶液的沸點為113)。求此兩種情況下的加熱蒸汽消耗量和單位蒸汽消耗量。假設蒸發(fā)器的熱損失可以忽略不計。(答:、,、)解:蒸發(fā)水量, 時蒸氣的潛熱, 溶液的比熱, 原料于加入 二次蒸氣的焓 ; 沸點加料 。5-4、傳熱面積為52m2的蒸發(fā)器,在常壓下每小時蒸發(fā)2500kg濃度為7%(質(zhì)量)的某種水溶液。原料液的溫度為95,常壓下的沸點為103。完成液的濃度為45%(質(zhì)量)。加熱蒸汽表壓力為。熱損失為110000W。試估算蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)。(答:)解:查得時水蒸氣飽和溫度為,時水蒸氣的潛熱為, , , 由傳熱方程及熱量衡算式得: 解得:。5-5、已知25%(質(zhì)量)的NaCl水溶液在壓力下的沸點為107,在絕對壓力下的沸點為65.8。試利用杜林規(guī)則計算此溶液在絕對壓力下的沸點。(答:) 解:由,常壓下水的沸點為, 查表得:下水的沸點為, 下水的沸點為, , , 解得:。5-6、試計算濃度為30%(質(zhì)量)的NaOH水溶液,在450mmHg(絕壓)下由于溶液的蒸汽壓降低所引起的溫度差損失。 (答:)解:查表得:下蒸氣飽和溫度為, 溶液的沸點為, 因溶液沸點升高引起的溫度損失,即由蒸氣壓降低引起的溫度損失, 。5-7、某單效蒸發(fā)器的液面高度為2m,溶液的密度為。試通過計算比較在下列操作條件下,因液層靜壓力所引起的溫度差損失:操作壓力為常壓;操作壓力為330mmHg(絕壓)。 (答:,)解:液層, 二次蒸氣壓力為常壓時: , 常壓下水的沸點為,在壓力下水的沸點為, 因液層靜壓力引起的溫度損失; 二次蒸氣壓力為時: , 下水的沸點為,在壓力下水的沸點為, 因液層靜壓力引起的溫度損失。5-8、用單效蒸發(fā)器濃縮CaCl2水溶液,操作壓力為,已知蒸發(fā)器中CaCl2溶液的濃度為40.83%(質(zhì)量),其密度為。若蒸發(fā)時的液面高度為1m。試求此時溶液的沸點。 (答:)解:蒸發(fā)器中平均靜壓力差: , 常壓下, , , 查表得溶液(下), 。5-9、在單效蒸發(fā)器中,每小時將5000kg的NaOH水溶液從10%(質(zhì)量)濃縮到30%(質(zhì)量),原料液溫度50。蒸發(fā)室的真空度為500mmHg,加熱蒸汽的表壓為。蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為。熱損失為加熱蒸汽放熱量的5%。不計液柱靜壓力引起的溫度差損失。試求蒸發(fā)器的傳熱面積及加熱蒸汽消耗量。當?shù)卮髿鈮毫?。(答:,)解:?真空度,絕對壓力為, 查表得:在下水的沸點為, 溶液的沸點為,溶液比熱,時蒸氣的焓為, , 在下飽和蒸氣的溫度為, 傳熱面積, 加熱蒸氣耗量。5-10、用單效蒸發(fā)器處理NaNO3溶液。溶液濃度為5%(質(zhì)量)濃縮到25%(質(zhì)量)。蒸發(fā)室壓力為300mmHg(絕壓),加熱蒸汽為(表壓)??倐鳠嵯禂?shù)為,加料溫度為40,原料液比熱容為,熱損失為蒸發(fā)器傳熱量的5%。不計液柱靜壓力影響,求每小時得濃溶液2噸所需蒸發(fā)器的傳熱面積及加熱蒸汽消耗量。(答:,)解:蒸發(fā)室壓力, 查表得:下水蒸氣的飽和溫度為, 溶液在常壓下沸點上升為, 在下飽和蒸氣的溫度為, 溶液的沸點, 蒸發(fā)器的傳熱量 , 傳熱面積 加熱蒸氣耗量。5-11、在一單效蒸發(fā)器中與大氣壓下蒸發(fā)某種水溶液。原料液在沸點105下加入蒸發(fā)器中。若加熱蒸汽壓力為(絕壓)時,蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力為(以原料液計)。當加熱蒸汽改為(絕壓)時,試求其生產(chǎn)能力。假設總傳熱系數(shù)和完成液濃度均不變化,熱損失可以忽略。(答:) 解:查表得:下蒸氣飽和溫度為, 下蒸氣飽和溫度為, 由傳熱方程,列出下列比例式: , 上式中,開始情況,蒸氣壓力變化后情況 又, 。第6章 蒸餾6-1.苯(A)和甲苯(B)的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)為苯的飽和蒸氣壓甲苯的飽和蒸氣壓80.284.188.092.096.0100104108110.4101.33113.59127.59143.72160.52179.19199.32221.19233.0539.9944.450.657.665.6674.5383.3393.93101.33根據(jù)上表數(shù)據(jù)作下苯和甲苯溶液的圖及圖。此溶液服從拉烏爾定律。解:; 80.284.188.092.096.0100104108110.41.00.8230.6590.5080.3760.2560.1550.05801.00.9250.830.720.5960.4530.3040.12306-2利用習題6-1的數(shù)據(jù)(1)計算相對揮發(fā)度。(2)寫出平衡方程式。 (3)算出的一系列平衡數(shù)據(jù)與習題1作比較。(答:(1) , (2)解:,80.284.188.092.096.0100104108110.42.532.562.522.502.442.402.392.362.301.00.8230.6590.5080.3760.2560.1550.058010.9190.8250.7160.5950.4560.3090.1310 由計算所得的一系列、值與習題6-1之值很接近。6-3將含(摩爾分數(shù),下同)易揮發(fā)組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含易揮發(fā)組分,釜液含易揮發(fā)組分。送至冷凝器的蒸氣量為,流入精餾塔的回流液量為。試求:(1)每小時能獲得多少的餾出液?多少的釜液?(2)回流比 為多少? (答: , ; )解:, , , , 即, 解得:, 。6-4有含物質(zhì)A(摩爾質(zhì)量為 )(質(zhì)量分數(shù),下同)和含物質(zhì)B(摩爾質(zhì)量為 )的混合蒸氣自一連續(xù)精餾塔底送入。若要求塔頂產(chǎn)品中物質(zhì)A的組成為,釜液中物質(zhì)A的組成為。試求:(1)進入冷凝器底蒸氣流量為多少?以摩爾流量表示。(2)回流比為多少? (答:(1) ; (2) )解:, , , , ,。6-5某連續(xù)精餾塔,泡點加料,已知操作線方程如下:精餾段 提餾段 試求原料液、餾出液、釜液組成及回流比。(答: ; ; ; )解:精餾段操作線的斜率為, ; 精餾段操作線的截距為。 ; 提餾段操作線在對角線的坐標為: , , ; 泡點進料,線為垂直線,兩操作線交點的橫坐標為, , , 。6-6要在常壓操作的連續(xù)精餾塔中把含苯及甲苯的溶液加以分離,以便得到含0.95苯的餾出液和苯(以上均為摩爾分數(shù))的釜液?;亓鞅葹?,泡點進料,進料量為。求從冷凝器回流入塔頂?shù)幕亓饕旱牧髁考白愿胨椎恼魵獾牧髁?。?答: ; )解:由、, 解得:, , 。6-7在連續(xù)精餾塔中將甲醇(摩爾分數(shù),下同)的水溶液進行分離,以便得到含甲醇的餾出液及的釜液。操作壓力為常壓,回流比為,進料為泡點液體,試求理論板數(shù)及加料位置。常壓下甲醇和水的平衡數(shù)據(jù)如下: 液相中甲醇的摩爾分數(shù) 氣相中甲醇的摩爾分數(shù) 10096.493.591.289.387.784.481.778.075.373.171.269.367.666.065.064.50.02.04.06.08.010.015.020.030.040.050.060.070.080.090.095.0100.00.013.423.430.436.541.851.757.966.572.977.982.587.091.595.897.9100.0(答:塊板進料 )解:,在圖上得點, 精餾段截距, 在圖上得點,連接得精餾段操作線, 過做垂直線與精餾段操作線的交點, 當時,提餾段操作線 對角線上點, 在平衡線與操作線間作梯級,塔內(nèi)理論板數(shù)為八塊,加料板為第六塊。(圖略)6-8用一連續(xù)精餾塔分離苯甲苯混合液,原料中含苯,要求塔頂餾出液中含苯,釜液中含苯(以上均為摩爾分數(shù)),若原料液溫度為,求進料熱狀態(tài)參數(shù)為多少?若原料為氣液混合物,氣液比為,值為多少? ( 答: ; ) 解:, 泡點為, 查得:, , , 平均溫度:, 查得苯的比熱為, 甲苯的比熱為, , ; 氣液混合物: 。6-9某液體混合物含易揮發(fā)組分(摩爾分數(shù),下同),以飽和蒸汽(露點)加入連續(xù)精餾塔中,加料量為,殘液組成為,塔頂產(chǎn)品的回收率為,回流比為,試求:(1)塔頂、塔底的產(chǎn)品流量;(

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