发布时间 : 星期五 文章化工原理复习题及答案2011更新完毕开始阅读
密度为992kg.m，饱和蒸汽压Ps＝7.38kN.m。
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本题目有题图：titu048.bmp
***答案***
列1－1与2－2截面间列柏努利方程：
2 1/2
10 = u2/2g , u2=(10×2g)=14m/s 列1-1及0-0间柏努利方程
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7+97×1000 /992g=7.38×1000 / 992g+ u0/2g 解得 u0 =17.8m/s
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由连续性方程 17.8d0 =14×150
解得 d0 =133mm
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22. 在套管换热器中，用100℃的水蒸汽将流率为2000kg.h的盐水，由20℃加热至60℃。
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盐水比热为2.5kJ.kg.K，加热内管平均直径为48mm，蒸汽对管壁的给热系数为
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10000w.m.K，管壁对盐水的给热系数为800w.m.K，忽略管壁热阻，试求加热管的管长。 ***答案***
Q=W.Cp.(t2-t1)=2000×2500×(60-20)=2×105 kJ/h = 55555 W Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=57.7 K
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1/K=1/α0+1/α1 ; K=740.7 w.m.K Q = K.π.d.L.Δt L=55555/(740.7×57.7×3.14×0.048) =8.26 m
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23. 用一外表传热面积为3m,由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为 10℃的水将机油由200℃ 冷却至100℃,水走管内, 油走管间。已知水和机油的质量流量分别
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为1100kg.h和1200kg.h,其比热分别为4.18kJ.kg.K和2.0 kJ.kg.K,水侧和油侧的对流传
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热系数分别为2000w.m.K和250w.m.K,两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用? (2)夏天当水的初温达到30℃, 而油的流量及冷却程度不变时,该换热器是否合用?(假设传热系数不变) ***答案***
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(1) Q1=1200×2×(200-100)=240000kJ.h Q2=Q1, t2=t1+Q1/(m2·Cp2)=62.2℃ △tm=(137.8-90)/ln(137.8/90)=112.2℃
1/K1=1/α1+d1/(α2·d2)=1/250+25/(2000×20)
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K1=2 16.2w.m.K
2 2
A1=Q1/ (K△tm) =240000×1000 / (216.2×3600×112.2) = 2.75m< 3m 故适用 (2) t1=30℃时
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t2=30+240000/(1100×4.18)=82.2℃ △tm=(117.8-70)/ln(117.8/70)=91.8℃
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A1=240000×1000 / (3600×91.8×216.2)=3.36m>3m 不适用
24. 某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为28%（均为质量%）。
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蒸发器的传热面积为5m，传热系数K=1500w.m.K，加热蒸汽的温度采用115℃（其汽化
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潜热为2221kJ.kg，冷凝水在饱和温度下排出），蒸发室内蒸汽的温度为57.3℃，二次蒸汽
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的汽化潜热为2359kJ.kg，采用沸点进料，经计算知：△′=0.7℃，△″=0；热损失相当于蒸发器传热量的5%。问：（1）此蒸发器每小时可处理多少kg番茄汁？（2）加热蒸汽耗量
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为多少kg.h？ ***答案*** （1）求F
F=W/（1-X0/X1） ∵Q=A.K(T –t1 )
而t=T’+△'+△\℃ ∴Q=5×1500(115-58)=427500 w
∵沸点进料 ∴Q = D r ≈ Wr’ +Q损
∴W=(0.95Q)/r'=(0.95×427500)/(2359×1000 )
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=0.172kg.s=619.8kg.h
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∴F=619.8/(1—12/28)=1084.65kg.h （2）求D
D = Q / r =（427500×3600）/（2221×1000）
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=692.93kg.h
25. 某树脂厂采用一台气流干燥器将聚氯乙烯的含水量从16%干燥至0.5%（均为湿基），
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此干燥器的生产能力为1t.h (产品）。已知空气进入预热器的温度为20℃，湿球温度为16℃，预热至110℃进入干燥器，从干燥器排出的废气温度为80℃，设此干燥器为理
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想干燥器。试求： (1)若风机设置在干燥器之后，其风机的抽风量为多少m湿空气.h,
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又为多少kg湿空气.h？(2)若预热器的热损失相当空气在预热器中预热需要的热量的
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5%，其预热器需要消耗加热蒸汽为多少kg.h (蒸汽的汽化潜热为2205kJ.kg）（附T-H图一张）。
常压干燥的气流条件主要是指哪些条件：空气温度、湿度和流速。温度计，干湿球湿度计，孔板流量计
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