化工原理解答题
3页1、三 计算题请务必写出详细的计算过程。1、设计一连续精馏塔,在常压下分离甲醇一水溶液15kmol/h。原料含甲醇0.35,塔顶产品含甲醇0.95,釜液含甲醇0.04(均为摩尔分数)。设计选用回流比为1.5,泡点加料。间接蒸汽加热。求(1)甲醇回收率,(2)提馏段操作线方程。(10分,每一问5分)解:已知x2、图示的输水管路,用离心泵将江水输送到高位槽,已 知吸入管径为70x3mm,管长15m,压出管路70x3mm, 管长80m。(管长均包括局部阻力损失的当量长度)。摩擦 系数均为0.03。AZ为12米。离心泵特性曲线为 He=30-6x105qv2其中He为m,流量单位为m3/s。试求管 路的流量。(5分)3、有一回转真空过滤机每分钟转2转,每小时可得滤液4m3。若过滤介质的阻力可以忽略 不计,问(1)每小时欲获得6m3的滤液转鼓每分钟转几周?(2)此时转鼓表面的滤饼厚度 为原来的多少倍?操作中所用的真空度维持不变。(10分,每一问5分)4、某火炉通过金属平壁传热使另一侧的液体蒸发,单位面积的蒸发速度为0.048kg/(m2.s), 与液体交界的金属壁面的温度为110C。使用时间久后,液
2、体一侧的避免上形成一层2mm 厚的污垢,污垢的热导率为人= 0.65w/ (m.k)。设污垢层与液面交界处的温度仍然为110C, 且蒸发量保持不变,求与垢层交界处的金属壁面的温度。液体汽化热r=2000kJ/kg (10分)5、某常压操作的干燥器的参数如附图所示,其中空气状况t0=20C,H0=0.01kg/kg干气,t1 = 120C,t2=70C,H2 = 0.05kg/kg 干气;物料状况91 = 30C,含水量 w1 = 20%,92 = 50C,含水量w2=5%,绝对干物料的比热Cps=1.5kJ/kg.k干燥器的生产能力为53.5kg /h(以出干燥器的产物计),干燥器的热损失忽略不计,求空气用量。(5分)干燥器废气f 2, He6、将2.0%(质量分数)的盐溶液,在28C下连续进入一单效蒸发器中浓缩至3.0%。蒸发 器的传热面积为69.7m2,加热蒸汽为110C饱和水蒸汽。加料量为4500kg/h,料液的比热为 4100J/kg.C.沸点升高可以忽略。操作在101.3kpa下进行。100C水的汽化潜热为2258 kJ/kg, 110C水的汽化潜热为2218 kJ/kg求:(1)蒸发的水分量,(2)蒸发器的传热系数。(10分, 每一问5分)7、欲设计一连续精馏塔用于分离含苯和甲苯各50%的料液,要求馏出液含苯0.96,残液中选用的回流比是最小回流比的1.2倍,含苯不高于0.05 (以上均为摩尔分数)。泡点进料, 物系的相对挥发度为2.5。求:(1)选用的回流比,(2)精 馏段操作线方程,(3)提馏段操作线方程。(10分,第一问 4分,其余每一问3分)7、用水泵将水送到高位槽,吸入口与水池液面的垂直距离Hg为3m,吸入管路内径为 50mm,管长8m,管路总的局部阻力系数为10.75,管路摩擦系数为0.029。(1)估算当泵的 吸水量为20m3/h,操作温度为20度是泵入口处1-1的真空表读数为多少Kpa?(2)当泵的吸 水量变大的时候真空表的读数是增大还是减小?(10分,第一问7分第二问3分)
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