54. 在列管式换热器中，用15℃的冷却水将某溶液从90℃冷却到40℃，该溶液流量为5400kg/h，比热为
3.4kJ/(kg·K)，对流传热系数为600W/(m2·K)。冷却水走管程与管外溶液逆流换热，流量为10080kg/h，比热4.16 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为1100W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻可略去不计，计算需换热器的传热面积(以So表示)，换热器的热损失可不计。若该换热器运行一段时间后，只能将溶液冷却到45℃，问此时应采取什么措施才能保证换热要求？
55. 在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热原油。温度为160℃的饱和水蒸气在壳层冷凝排出饱和液体。
原油在管程流动，由20℃被加热到106℃。饱和水蒸气的流量为2160kg/h，汽化潜热为2087kJ/kg，对流传热系数为1200W/(m2·K)。原油比热1.6 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为400W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻及其热损失可略去不计。计算1.原油的流量；2.需换热器的传热面积(以So表示)。 56. 在一逆流换热器中，将1.26 kg/s的苯用冷却水从110℃冷却 到40℃，苯的比热为1.7 kJ/(kg·℃)。
冷却水走管内,入口温度为18℃，出口温度36℃，水的比热为4.16 kJ/(kg·℃)，换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。水和苯的对流传热系数分别为1800 W/(m2·℃)和600 W/(m2·℃),忽略管壁及两侧污垢热阻，不计换热器热损失。求：1.冷却水用量。2.换热器所需换热管总长。
57. 在一列管换热器中将15000kg/h的油品从20℃加热到90℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水
蒸汽。换热器由100根φ15×1.5mm、长2m的钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃，操作条件下水的汽化潜热为2205kJ/kg，管壁的导热系数为45W/m·℃。若加热蒸汽全部冷凝后在饱和温度下排出，忽略热损失和管壁污垢热阻。试求：1. 换热器的热负荷Q＝？2. 加热蒸汽消耗量Wh＝？3. 总传热系数K＝？ 4. 该换热器能否满足生产任务？
58. 某内管为φ180×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均
比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为40℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000W/m2.K，试求：1.冷却水用量；2.计算两流体分别作并流流动、逆流流动时的平均温度差和管长，并根据计算结果加以讨论。
59. 某内管为φ150×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从120℃冷却到60℃，其平均
比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为30℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000 W/m2.K，试求：1.冷却水用量；2.两流体作并流流动时的平均温度差和管长；3两流体作逆流流动时的平均温度差和管长。
60. 用初温为10℃的水在φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器内将机油由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为1000 kg/h和1200 kg/h，其比热分别为
4.18kJ/kg·K和2.0kJ/kg·K。水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2·K和250W/m2·K，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。试计算：1. 换热器的热负荷；2. 冷却水的出口温度；3. 总传热系数；4. 所需传热面积；5.若换热器由15根长3 m的上述换热管组成，说明该换热器是否合用？ 61. 单程列管式换热器由15根φ25×2.5mm、长3 m钢管组成，管内为初温10℃、终温20℃的冷却水，
比热为4.18kJ/kg·K；管间为机油，由200℃冷却至100℃。机油的质量流量为1200 kg/h，比热为2.0kJ/kg·K。两流体呈逆流流动，试计算：1. 换热器的热负荷；2. 所需冷却水的质量流量；3. 平均温度差；4. 总传热系数。
62. 在一列管换热器中逆流将15000kg/h的某低粘度油品从20℃加热到80℃。油品走管内，管外加热介
质为130℃的水蒸汽冷凝为饱和水。换热器由100根直径为25mm、长6m的薄壁钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃。操作条件下水的汽化潜热为2205 kJ/kg。若换热过程的热损失为冷热流体换热量的15%，忽略管壁及污垢热阻。试求： 1. 加热蒸汽消耗量？2. 该换热器能否满足生产任务？3. 若其他已知条件不变，将油品的流量提高到17000kg/h，求此时的总传热系数。 63.
五、简答题
1. 三种基本传热方式中，辐射传热与其他两种传热在传热方式上最主要的区别是什么？
第5章 蒸发
一、选择题
1. 以下蒸发器属于自然循环型蒸发器的是（ ）蒸发器。
25
A、强制循环型 B、升膜 C、浸没燃烧 D、外热式 2. 与加压、常压蒸发器相比，采用真空蒸发可使蒸发器的传热面积（ ），温度差（ ），总传热系
数（ ）。
A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 3. 蒸发操作能持续进行的必要条件是( )。
A、热能的不断供应，冷凝水的及时排除。 B、热能的不断供应，生成蒸气的不断排除。
C、把二次蒸气通入下一效作为热源蒸气。 D、采用多效操作，通常使用2-3效。 4. 蒸发操作通常采用( )加热。
A、电加热法 B、烟道气加热
C、直接水蒸气加热 D、间接饱和水蒸气加热 5. 以下哪一条不是减压蒸发的优点( )。
A、可以利用低压蒸气或废汽作为加热剂 B、可用以浓缩不耐高温的溶液
C、可减少蒸发器的热损失 D、可以自动地使溶液流到下一效，不需泵输送 6. 多效蒸发流程通常有三种方式，以下哪一种是错误的( )。
A、顺流 B、逆流 C、错流 D、平流 7. 中央循环管式蒸发器中液体的流动称为( )。
A、自然循环 B、强制循环 C、自然沸腾 D、强制沸腾 8. 蒸发操作中，二次蒸气的冷凝通常采用( )。
A、间壁式冷凝 B、混合式冷凝 C、蓄热式冷凝 D、自然冷凝
9. 单效蒸发器计算中D／W 称为单位蒸汽消耗量， 如原料液的沸点为393K，下列哪种情况D/W最大?
( )。
A、原料液在293K时加入蒸发器 B、原料液在390K时加入蒸发器 C、原料液在393K时加入蒸发器 D、原料液在395K时加入蒸发器 10. 蒸发过程温度差损失之一是由于溶质存在，使溶液（ ）所致。
A、沸点升高 B、沸点降低 C、蒸汽压升高 11. 属于单程型的蒸发器是（ ）。
A、中央循环管式蒸发器 B、外热式蒸发器 C、降膜蒸发器 D、 悬筐式蒸发器
二、填空题
1. 蒸发操作所用的设备称为________。
2. 蒸发操作中，加热溶液用的蒸汽称为________，蒸发出的蒸汽称为________。
3. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为________和________；按操作压强大小，蒸发分为________、
________和________；按蒸发方式不同，蒸发分为________和________。 4. 蒸发过程中，溶剂的气化速率由________速率控制。
5. 蒸发溶液时的温度差损失在数值上恰等于________的值。
6. 蒸发操作时，引起温度差损失的原因有________、________和________。 7. 杜林规则说明溶液的沸点与同压强下标准溶液的沸点间呈________关系。
8. 20％NaOH水溶液在101.33kPa时因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为________。 9. 单效蒸发的计算利用________、________和________三种关系。 10. 当稀释热可以忽略时，溶液的焓可以由________计算。
11. 单位蒸汽消耗量是指________，它时衡量________的指标。 12. 单位蒸汽消耗量愈________，蒸发装置的经济效益愈好。 13. 蒸发器的传热速率愈大，则生产能力愈________。
14. 多效蒸发中，效数愈多，则单位蒸汽消耗量愈________。 15. 多效蒸发的操作流程有________、________和________。 16. 多效并流蒸发流程适于处理________的溶液。 17. 多效逆流蒸发流程适于处理________的溶液。 18. 多效平流蒸发流程适于处理________的溶液。
19. 为提高蒸发器的生产能力，可采用________的方法。
26
20. 提高蒸发器的生产强度的措施有________和________。
21. 加热蒸汽提供的热量用于________、________、________和________。 22. 溶液的流向与蒸汽相同的多效蒸发流程称为 。
23. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为 。 24. 蒸发操作得以实现的主要条件是________________的不断导入，及
________________________________________________。
三、判断题
1. 一般逆流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ）
2. 杜林规则认为，一定浓度的某溶液在两不同压强下的沸点差与对应压强下水的沸点差的比值为2。
（ ）
3. 一般并流加料法多效蒸发流程适合于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发。 （ ） 4. △’是指由于溶质的存在而引起的温度差损失。 （ ）
四、计算题
1. 常压单效蒸发中，每小时将10000kg的某水溶液从5％浓缩到25％。原料液温度为40十三点，分离
室的真空度为60kPa，加热蒸汽压强为120kPa，蒸发器的管外总传热系数为2000W/(m2.℃)，溶液的平均比热为3.6kJ/(kg.℃)，操作条件下溶液的各种温度差损失为15℃，忽略热损失。求1.水分蒸发量；2.加热蒸汽消耗量；3.蒸发器的传热面积。
2. 进料量为9000kg/h，浓度为1%（质量分率）的盐溶液在40℃下进入单效蒸发器并被浓缩到1.5%。蒸
发器传热面积为39.1平方米，蒸发室绝对压强为0.04MPa（该压力下水的蒸发潜热r'=2318.6kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃（该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232k J/kg）。由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04MPa下水的沸点为75.4℃，料液的比热近似于水的比热，Cｐ＝4.174kJ/kg·K。试求：1.蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽量和加热室的传热系数K。2.进料量增加为12000kg/h，传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少？均不考虑热损失。
五、简答题
1. 蒸发操作得以进行的基本条件是什么？
27
第6章 蒸馏
二、 选择题
1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ ）时，不能用普通精馏方法分离。
A、3.0 B、2.0 C、1.0 D、4.0
2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（ ）。
A、60.5kmol/h B、66.7Kmol/h C、90.4Kmol/h D、不能确定 3. 在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（ ）求出。
A、拉乌尔定律 B、道尔顿定律 C、亨利定律 D、杠杆规则 4. q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（ ）。
A、(xW,xW) B(xF,xF) C(xD,xD) D(0,xD/(R+1))
5. 二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（ ）的变化。
A、平衡线 B、操作线与q线 C、平衡线与操作线 D、平衡线与q线 6. 精馏操作是用于分离（ ）。
A、均相气体混合物 B、均相液体混合物 C、互不相溶的混合物 D、气—液混合物 7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（ ）。
A、容易 B、困难 C、完全 D、不完全
8. 设计精馏塔时，若F、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将（ ），塔顶冷凝器热负荷（ ），塔釜再沸器热负荷（ ）。
A、变大 B、变小 C、不变 D 不一定
9. 连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，xD______ ，xW______ 。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
10. 精馏塔操作时，若F、xF、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则xD______，xw______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定
11. 操作中的精馏塔，保持F，xF，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，xw______。
A、变大 B、变小 C、不变 D、不一定 12. 恒摩尔流假设是指 。
A、在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B、在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C、在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等
D、在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13. 精馏过程的理论板假设是指 。
A、进入该板的气液两相组成相等 B、进入该板的气液两相组成平衡 C、离开该板的气液两相组成相等 D、离开该板的气液两相组成平衡
14. 精馏过程若为饱和液体进料，则 。
A、q=1，L=L′ B、q=1，V=V′ C、q=1，L=V′ D、q=1，L=V＇ 15. 全回流时的精馏过程操作方程式为 。
A、yn = xn B、yn-1 = xn C、yn+1 = xn D、yn+1 = xn+1
16. 精馏是分离（ ）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（ ）的差异。
A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17. 精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（ ）相等。
A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量
C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量 18. 精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（ ）成立。
28
相关推荐：
loading