题目
用孔板流量计测量流体时,随流量的减少,孔板前后的压差值将A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 不确定 E. [三] (22分)用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内(如图1所示),贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m,进料量为20m3/h,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg F. (不包括出口),泵吸入管路与压出管路内径均为60mm。设该泵的效率为65%,求泵的轴功率。 G. 解:取贮槽液面为1―1截面,管路出口内侧为2―2截面,并以1―1截面为基准水平面,在两截面间列柏努利方程。 (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) Z1=0 Z2=15m p1=0(表压) p2=-26670Pa(表压) u1=0 (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (5分) J/kg 将上述各项数值代入,则 (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (8分) Ne为: Ne=We·ms 式中 (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (2分) Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW (5分) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) 则泵的轴功率为: (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (2分) [四] (22分)设计一逆流吸收的填料塔,在常温、常压下用清水吸收空气-丙酮混合气中的丙酮(丙酮的摩尔质量为58kg/kmol)。已知入塔混合气体流率为60 kmol/h,含丙酮5%(摩尔分数),要求吸收率为95%。该塔塔径为0.8m, 操作条件下的平衡关系为Y*=2.0X,气相总体积传质系数Kya=150 kmol/(m3·h),出塔吸收液的饱和度为60%(饱和度定义为实际浓度与平衡浓度的比值)。试求: h;(10分) (2) 所需填料层高度,m;(10分) (3) 用水量是最小用水量的多少倍?(2分) 解:(1) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(2分) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(3分) 出塔吸收液的平衡浓度:(I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(2分) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (3分) (2) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(2分/小题) (3)(I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f) (1分) (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(1分) [五](23分)用精馏塔分离某二元理想混合物A和B,进料量为100kmol/h,进料状态为饱和液体,其中易挥发组分A的摩尔分数为0.5。精馏塔塔顶采用全凝器且为泡点回流,塔釜使用蒸汽间接加热。已知塔内A、B间的平均相对挥发度为4,塔顶馏出液A的摩尔分率为0.95,塔釜A的摩尔分率为0.05,塔顶回流比为最小回流比的2倍,试求: (1) 塔顶产品流量、塔底产品流量(7分) (2) 最小回流比及回流比(8分) (3) 精馏段操作线方程和提馏段操作线方程(8分)。 解: =100 kmol/h;xF=0.5;α=4;xD=0.95;xW=0.05;物料衡算:(I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(4分) =50 kmol/h W=50 kmol/h;(2分) (2) 进料线方程,x=xmin=0.5(1分) 代入平衡线方程,(I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(2分) 即,xe=0.5 ,ye=0.8; (I)_(1)+dfrac (1)(2)+dfrac ({p)_(1)}(p)+(W)_(e)=g(I)_(2)+dfrac ({{u)_(2)}^2}(2)+dfrac ({p)_(2)}(p)+E(W)_(f)(2分) R5=0.5 (2分) R=2×Rmin=2×0.5=1 (1分) (3) 精馏段操作线方程: (3分) 提馏段操作线方程: 方法1: 精馏段操作线方程与进料线方程的解,可求得xq和yq: 将进料线方程x=x=0.5代入上式,求得,y=0.725(2分) 提馏段的操作线方程过(x,y)和(x,x),则,斜率 ,即(2分) 所以,提馏段的操作线方程 (1分) L=RD=1×50=50(kmol/h) (1分) L’=L+q F=50+1*100=150(kmol/h) (1分) V’=L’-W=150-50=100(kmol/h) (1分) (2分) [六](23分)某溶液在新清洗的单壳程单管程列管换热器中用冷却水进行冷却。溶液的流量为10kg/h,比热容为3.34kJ/(kgC),从150C被冷却到80C,溶液走壳程,壳程对流表面传热系数为1163W/(mC)。水在管内与壳程的溶液呈逆流流动,从50 C升到65 C,平均温度下水的比热容为4.18 kJ/(kgC),密度为992.2kg/m,热导率为0.634 W/(mC),粘度为0.653×10Pas,管子根数为200根,管直径为252.5,忽略热损失、污垢热阻及管壁热阻,试求:
用孔板流量计测量流体时,随流量的减少,孔板前后的压差值将
A. 增加B. 减少
C. 不变
D. 不确定
E. [三] (22分)用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内(如图1所示),贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m,进料量为20m3/h,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg
F. (不包括出口),泵吸入管路与压出管路内径均为60mm。设该泵的效率为65%,求泵的轴功率。
G. 解:取贮槽液面为1―1截面,管路出口内侧为2―2截面,并以1―1截面为基准水平面,在两截面间列柏努利方程。
Z1=0 Z2=15m p1=0(表压) p2=-26670Pa(表压) u1=0
(5分)J/kg
将上述各项数值代入,则
(8分)Ne为:
Ne=We·ms
式中
(2分)Ne=246.9×6.67=1647W=1.65kW (5分)
则泵的轴功率为:
(2分)[四] (22分)设计一逆流吸收的填料塔,在常温、常压下用清水吸收空气-丙酮混合气中的丙酮(丙酮的摩尔质量为58kg/kmol)。已知入塔混合气体流率为60 kmol/h,含丙酮5%(摩尔分数),要求吸收率为95%。该塔塔径为0.8m, 操作条件下的平衡关系为Y*=2.0X,气相总体积传质系数Kya=150 kmol/(m3·h),出塔吸收液的饱和度为60%(饱和度定义为实际浓度与平衡浓度的比值)。试求:
h;(10分)
(2) 所需填料层高度,m;(10分)
(3) 用水量是最小用水量的多少倍?(2分)
解:(1)
(2分)
(3分)出塔吸收液的平衡浓度:
(2分)
(3分)(2)
(2分/小题)(3)
(1分)
(1分)[五](23分)用精馏塔分离某二元理想混合物A和B,进料量为100kmol/h,进料状态为饱和液体,其中易挥发组分A的摩尔分数为0.5。精馏塔塔顶采用全凝器且为泡点回流,塔釜使用蒸汽间接加热。已知塔内A、B间的平均相对挥发度为4,塔顶馏出液A的摩尔分率为0.95,塔釜A的摩尔分率为0.05,塔顶回流比为最小回流比的2倍,试求:
(1) 塔顶产品流量、塔底产品流量(7分)
(2) 最小回流比及回流比(8分)
(3) 精馏段操作线方程和提馏段操作线方程(8分)。
解:
=100 kmol/h;xF=0.5;α=4;xD=0.95;xW=0.05;物料衡算:
(4分)=50 kmol/h W=50 kmol/h;(2分)
(2) 进料线方程,x=xmin=0.5(1分)
代入平衡线方程,
(2分)即,xe=0.5 ,ye=0.8;
(2分)R5=0.5 (2分)
R=2×Rmin=2×0.5=1 (1分)
(3) 精馏段操作线方程:
(3分)
提馏段操作线方程:
方法1:
精馏段操作线方程与进料线方程的解,可求得xq和yq:
将进料线方程x=x=0.5代入上式,求得,y=0.725(2分)
提馏段的操作线方程过(x,y)和(x,x),则,斜率
,即(2分)
所以,提馏段的操作线方程
(1分)
L=RD=1×50=50(kmol/h) (1分)
L’=L+q F=50+1*100=150(kmol/h) (1分)
V’=L’-W=150-50=100(kmol/h) (1分)
(2分)
[六](23分)某溶液在新清洗的单壳程单管程列管换热器中用冷却水进行冷却。溶液的流量为10kg/h,比热容为3.34kJ/(kgC),从150C被冷却到80C,溶液走壳程,壳程对流表面传热系数为1163W/(mC)。水在管内与壳程的溶液呈逆流流动,从50 C升到65 C,平均温度下水的比热容为4.18 kJ/(kgC),密度为992.2kg/m,热导率为0.634 W/(mC),粘度为0.653×10Pas,管子根数为200根,管直径为252.5,忽略热损失、污垢热阻及管壁热阻,试求:
题目解答
答案
B