发布时间 : 星期四 文章化工原理计算题更新完毕开始阅读
有一单壳程单管程列管换热器，管外用１２０℃饱和蒸汽加热，干空气以１２ｍ／ｓ 的流速在管内流过，管径为φ38×2.5mm, 总管数为200根。已知空气进口温度为２６℃, 要求空气出口温度为８６℃，试求 （１）该换热器的管长应为多少？ （２）若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而管径增大为φ５４×２ｍｍ。 总管数减少２０％，此时的出口温度为多少？（不计出口温度变化对物性的影响，忽略热 损失） 定性温度下空气的物性数据如下： ｃ＝１．００５ｋＪ／ｋｇ·Ｋ ρ＝１．０７ｋｇ／ｍ μ＝０．０１９９ｃｐ λ＝０．０２８７ｗ／ｍ·Ｋ Ｐｒ＝０．６９７ 通过一套管式换热器，用１１０℃的饱和水蒸汽加热某水溶液，水溶液走内管（φ ３８×２．５ｍｍ钢管）。当溶液流量为０．６４ｍ／ｈ时，呈湍流状态，可从２０ ℃加热至９０℃，当流量增加到１．２ｍ／ｈ时，只能从２０℃加热至８５℃，试求 换热器的传热面积Ａ和流量为１．２ｍ／ｈ时的传热系数Ｋ。 水溶液的密度ρ＝１０５０ｋｇ／ｍ，ｃ＝４．１ｋＪ／ｋｇ·℃，蒸汽冷 凝传热系数均取为１０ｗ／ｍ·℃，计算时可忽略管壁热阻、污垢热阻。 某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓, 用流量为 2100kg/h 温度为１２０℃, 汽化潜热为 2100kg/h的饱和蒸汽加热。已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃，各项温差损失共为 9℃。 取饱和蒸汽冷凝的传热系数α为8000W/mk，沸腾溶液的传热系数α为3500W/mk。
求该蒸发器的传热面积。假定该蒸发器是新造的, 且管壁较薄, 因此垢层热阻和管壁热阻 均可忽略不考虑，且热损失可以忽略不计。 某单效蒸发器每小时将1000kg的 15%(质量百分数，下同)的NaOH溶液浓缩到 50%。 已知：加热蒸汽温度为 120℃，进入冷凝器的二次蒸汽温度为60℃，总温度差损失为45℃ ，蒸发器的总传热系数为1000W/m℃ ，溶液预热至沸点进入蒸发器，蒸发器的热损失和 稀释热可忽略，加热蒸汽与二次蒸汽的汽化潜热可取相等，为2200kJ/kg。 试求：蒸发器的传热面积及加热蒸汽消耗量。 某车间用单效蒸发装置对硝酸铵水溶液进行蒸发，进料量为 １０ kg/h，用温度为 164.2℃ 的饱和蒸汽将溶液由68% (质量百分数，下同)浓缩至90% 。操作条件下二次蒸汽 的温度为59.7℃, 溶液的沸点为100 ℃，蒸发器的传热系数为1200W/m℃ ，沸点进料。 试求：不计热损失时的加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。 已查得： 饱和水蒸汽温度为164.2℃时 ，汽化热为 2073kJ/kg; 温度为59.7℃时汽化热 为2356kJ/kg。 在真空度为91.3kPa下,将12000kg的饱和水急速送至真空度为93.3kPa的蒸发罐内。忽 略热损失。试定量说明将发生什么变化。水的平均比热为 4.18kJ/(kg℃)。当地大气压为 101.3kPa饱和水的性质为 真空度, kPa 温度, ℃ 汽化热, kJ/kg 蒸汽密度, kg/m 91.3 45.3 2390 0.06798 93.3 41.3 2398 0.05514 利用三效并流蒸发器处理某一定浓度的水溶液,用300kPa(绝)的饱和水蒸汽加热,已知 各效因溶液蒸气压下降与液柱静压强所致的温度差损失分别为8.14及22℃若忽略因管道流
体阻力所致的温度差损失。求冷凝内真空度的极限值。 饱和蒸汽的性质为: 压强 kPa (绝) 50 60 70 80 100 200 300 温度 ℃ 81.2 85.6 89.9 98.2 99.6 120.2 133.3
在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质量%)，操作条件下 沸点为98℃。为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20℃ 预热至 70℃。原料液的流量为 1000 kg/h。二次蒸汽的温度为 90℃。相应的冷凝潜热为 2283kJ/kg。原料液的比热为3.8kJ/kg℃。忽略热损失。 试求：1.溶液的沸点升高； 2.原料液的浓度x。 在传热面积为50m的单效蒸发器内将20％的CaCl水溶液浓缩到40％(均为质量百分
数) 生蒸汽的温度为120℃ ，冷凝潜热为2210kJ/kg ，其消耗量D=2400kg/h，冷凝器内二 二次蒸汽温度为60℃(该温度下汽化潜热 2360kJ/kg) ，原料液的温度t为20℃，流量为 3600kg/h，比热 Cp为3.5kJ/kg℃。 该溶液蒸汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为 23℃, 试计算： ⑴蒸发器的热损Q为总热量的百分数; ⑵蒸发器的传热系数Ｋ。 在双效并流蒸发器浓缩某种水溶液, 传热系数分别为K=2790W/m℃, K=2093W/m℃,第一效的饱和加热蒸汽的绝对压强为130kPa,冷凝器的真空度为88.5kPa 两效的传热面积及传热速率各自相等, 即A=A及Q=Q。若忽略热损失及各种温度差
损失, 试求各效溶液的沸点t及t。 饱和水蒸汽性质为： 压强 kPa 10 15 101.3 120 140 温度 ℃ 45.3 53.5 100 104.5 109.2 在单效蒸发器中, 将10%(质量百分数, 下同)的某水溶液浓缩到30%,原料液流量为900 KJ/h, 温度为30℃, 蒸发室的绝对压强为4.91×10Pa, 原料液的比热为3.77KJ/Kg℃,二次 蒸汽的汽化潜热为2332KJ/Kg, 蒸发器的传热面积为10m,总传热系数为1000W/m℃ 。 已知数据如下: 蒸汽压强: Pa 10.13×10 4.91×10 2.94×10 溶液的沸点: ℃ 107 74.4 纯水的沸点: ℃ 100 80.9 68.7 ⑴因溶液的沸点蒸汽压下降引起的温度差损失; (忽略静压强引起的温度差损失) ⑵设加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出, 并忽略热损失和浓缩热时, 完成上述蒸发任务所 需加热蒸汽温度。 每小时将30℃, 5000Kg, 10% (质量百分数,下同) 的某水溶液在单效蒸发器内蒸浓至 40%。已知蒸发器的操作压强为90kPa(绝), 饱和加热蒸汽的绝对压强为300kPa。蒸发器内 液体深度为2m, 40%溶液的密度为1152kg/m,常压下因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失 △a'=11℃。操作条件下传热系数为1100W/m℃。若热利用系数为0.95, 试求加热蒸汽消 耗量及蒸发器的传热面积。水的平均比热为4.18kJ/kg ℃。 饱和水蒸汽的性质为: 压强:kPa 90 101.3 300 温度:℃ 96.4 100 133.3 汽化热 kJ/kg 2267.4 2258.4 2168.1 将21℃、8%(质量百分数, 下同)的NaOH水溶液在单效蒸发器内浓缩至18%。进料量为