10. 98%的硫酸以0.6m/s 的流速在套管换热器的环隙间流动。 硫酸的平均温度为70℃,换热器内管直径为φ25×2.5mm ,外管直径是φ51×3mm 。试求:硫酸的对流传热系数。已知定性温度下硫酸的物性为: K J/kg 58.1p ?=k c ,K W/m 36.0?=λ s Pa 104.63??=-μ
3k g /m 1836=ρ;壁温60℃下硫酸黏度67.=w μcP
解:以d 1及d 2分别代表内管外径和外管内径,则当量直径d e 为
02.0025.0045.0ππ4π4π4122
12
122e =-=-=+-=d d d d d d d m 3442104.618366.002.03
e =???=
=
-μρ
u d Re (过渡区)
1.2836
.0104.61058.13
3=???==-λμ
p c Pr
湍流时的对流传热系数:
14.031
8
.0)(
027
.0'w e
Pr
Re
d μμλα=974)6
.74.6()1.28()3442(02.036.0027.014.0318.0=?= W/m 2
?K 校正系数:742.0)
3442(1061Re
10618
.158
.15=?-
=?-
=f
过渡区时对流传热膜系数:'ααf =5.722973742.0=?= W/m 2?K
15 流量为10000m 3/h (标准状况)的空气在换热器中被饱和水蒸汽从20℃加热至60℃,所用水蒸汽的压强为400kPa (绝压)。若设备热损失为该换热器热负荷的6%,试求该换热器的热负荷及加热蒸汽用量。
解:查得空气在平均温度40℃下的比热容为:c p2=1.005kJ/kg·℃。400kP 下水的相变焓为2138kJ/kg 。 空气的质量流量:12946294
.2210000
2=?=
m q kg/h 热负荷:()()6.1443600/206010005.11294631222=-???=-=t t c q Q p m kW 考虑热损失的热平衡方程:()r q Q m 1%61=+ 加热蒸汽用量:h kg s kg r Q q m /1.258/0717.02138
6
.14406.106.11==?==
第五章 吸收
缺第八题 第三题问题不完整 第五题条件不完全一致(教材:氨的吸收率为93.3%答案:吸
收后气体出口中含氨0.4%(体积)) 气液平衡
2.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体,经充分接触后,测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10-
2kmol/m 3,鼓泡器内总压为101.3kPa ,水温30℃,溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。 解:
查得30℃,水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s A
p p p
稀溶液:3kmol/m 56.5518
1000
==
≈
S
M c ρ
42
1017.556.5510875.2--?=?==c c x A
kPa 10876.110
17.51.975
4
*?=?==-x p E A )m k m o l /(k P a 1096.21.9710875.23
42*??=?==--A
A p c H
18523
.10110876.15
=?==p E m 3.在压力为101.3kPa ,温度30℃下,含CO 220%(体积分数)空气-CO 2混合气与水充分接触,试求液相中CO 2的摩尔浓度。 解:
查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPa CO 2为难溶于水的气体,故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.218
1088.11000
345
??=??=
=
-S
S
EM H ρ
kPa 3.203.10120.0*A =?==yp p
334
*km ol/m 1001.63.2010
96.2--?=??==A A Hp c 5.用清水逆流吸收混合气中的氨,进入常压吸收塔的气体含氨6%(体积),吸收后气体出
口中含氨0.4%(体积),溶液出口浓度为0.012(摩尔比),操作条件下相平衡关系为
X Y 52.2*=。试用气相摩尔比表示塔顶和塔底处吸收的推动力。
解:
064.006
.0106
.01111=-=-=
y y Y 03024.0012.052.252.21*1=?==X Y 00402.0004
.01004
.01222=-=-=
y y Y 0052.252.22*2=?==X Y
塔顶: 00402.000402.0*
222==-=?Y Y Y
塔底: 034.003024.0064.0*
111=-=-=?Y Y Y 吸收过程设计型计算
10. 用20℃的清水逆流吸收氨-空气混合气中的氨,已知混合气体温度为20℃,总压为101.3 kPa ,其中氨的分压为1.0133 kPa ,要求混合气体处理量为773m 3/h ,水吸收混合气中氨的吸收率为99%。在操作条件下物系的平衡关系为X Y 757.0*
=,若吸收剂用量为最小用的2倍,试求(1)塔内每小时所需清水的量为多少kg ?(2)塔底液相浓度(用摩尔分数表示)。 解:
(1) 01.00133
.13.1010133
.11=-==
B A p p Y 412101)99.01(01.0)1(-?=-=-=ηY Y
kmol/h 8.31)01.01(4
.22293273
773=-??=
V
kmol/h 8.230757
.001.0)
0001.001.0(8.312
*121min =--=--=X X Y Y V
L
实际吸收剂用量L =2L min =2×23.8=47.6kmol/h =856.8 kg/h (2) X 1 = X 2+V (Y 1-Y 2)/L =0+
0066.06
.47)
0001.001.0(8.31=-
12.用SO 2含量为1.1×10-3(摩尔分数)的水溶液吸收含SO 2为0.09(摩尔分数)的混合气中的SO 2。已知进塔吸收剂流量为 37800kg/h ,混合气流量为100kmol/h ,要求SO 2的吸收率为80%。在吸收操作条件下,系统的平衡关系为X Y 8.17*
=,求气相总传质单元数。 解: 吸收剂流量kmol/h 210018
37800
==
L 099.009
.0109
.01111=-=-=
y y Y 0198.0)8.01(099.0)1(12=-=-=ηY Y
惰性气体流量km ol/h 91)09.01(100)1(1001=-=-=y V
3321211053.4)0198.0099.0(2100
91101.1)(--?=-+?=-+
=Y Y L V X X 0184.01053.48.17099.03*111=??-=-=?-Y Y Y 43*222102.2101.18.170198.0--?=??-=-=?Y Y Y
344
2
1
21101.4102.20184
.0ln 102.20184.0ln ---?=??-=???-?=?Y Y Y Y Y m
3.19101.40198
.0099.03
21=?-=?-=
-m OG Y Y Y N
第六章 蒸 馏
缺第二题
类第4题、在压强为101.3kPa 下,正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下:
t,℃ 30 36 40 46 50 56 58 x 1.0 0.715 0.524 0.374 0.214 0.091 0 y
1.0
0.856
0.770
0.625
0.449
0.228
试求:(1)正己烷组成为0.5(摩尔分数)的溶液
的泡点温度及其平衡蒸汽的组成;(2)将该溶液加热到45℃时,溶液处于什么状态?各相的组成是多少?(3)将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽?这时蒸汽的组成是多少?
解:由所给平衡数据做t-x-y 图(见本题附图)。 (1)当x A =0.5时,由图中读得泡点温度t s =41℃,其平衡瞬间蒸汽组成y A =0.75;
(2)当t =45℃时,溶液处于气液共存状态,此时 x A ‘
=0.38 ,y A ’
=0.64 ;
(3)由图知,将溶液加热到49℃时,才能全部汽化为饱和蒸汽,蒸汽组成为0.5 。
类第6题5、在一连续精馏塔中分离某混合液,混合液流量为5000kg/h ,其中轻组分含量为30%(摩尔百分数,下同),要求馏出液中能回收原料液中88%的轻组分,釜液中轻组分含量不高于5%,试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。已知M A =114kg/kmol , M B =128kg/kmol 。
解:由于 kmol/h 39.40128
7.01143.05000
=?+?=
F
又 Dx D / Fx F =88% 所以 由全塔物料衡算
F =D +W 40.39=D +W
Fx F =Dx D +Wx W 40.39×0.3=0.88×40.39×0.3+0.05W 解之 D =11.31kmol/h 所以 943
.031
.113
.039.4088.088.0=??==D Fx x F D
类8、在连续精馏操作中,已知精馏段操作线方程及q 线方程分别为y =0.8x +0.19;y = -0.5x +0.675,试求:(1)进料热状况参数q 及原料液组成x F ;(2)精馏段和提馏段两操作线交点坐标。
解:由q 线方程 y = -0.5x +0.675知
5.01
-=-q q
故q =1/3 又675.01
=--
q x F
故x F =0.675(1-q )=0.675×(1 -1/3)=0.45 因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q 线的交点,所以 y q = -0.5x q +0.675
y q =0.8x q +0.18 联立求解 x q =0.373 y q =0.489
类9、某理想混合液用常压精馏塔进行分离。进料组成含A81.5%,含B18.5%(摩尔百分数,下同),饱和液体进料,塔顶为全凝器,塔釜为间接蒸气加热。要求塔顶产品为含A95%,塔釜为含B95%,此物系的相对挥发度为2.0,回流比为4.0。试用(1)逐板计算法,(2)图解法分别求出所需的理论板层数及进料板位置。
解:(1)逐板计算法
由于塔顶为全凝器,所以 y 1=x D =0.95 由相平衡方程式及精馏段操作线方程式:
x
x
x x y +=-+=
12)1(1αα
19.08.01
11+=+++=
+x R x x R R
y D n n 由上两式交替计算至 x 3=0.759 < x F 所以第三层为进料板。
因为泡点进料 q =1 ,故提馏段操作线方程:
W m W m W m W m W W m m x R D F x R D F R x D
L D W x D L D F D L D L Wx x D L F
L V Wx x V F L F q V Wx x F q V qF
L V Wx x V L y 11111)1()1('
''1+--++=+-++=+-
++=-+=-+-
-++=-=+
习题6-9附图
又因为
176.105
.0815.005.095.0=--=--=W F W D x x x x D F 所以 3110765.1035.105.05
1
176.15176.14-+?-=?--+=
m m m x x y 由相平衡方程式与上述提馏段操作线方程式交替计算至 x 10=0.036< x W 所以理论板层数N T =10-1=9层(不包括塔釜)。 计算结果如下表
(2)图解法 由
19.01
=+R x D
在图中做精馏段操作线,因为q =1,故q 线为一垂直线并与精馏段操作线相交,交点与(0.05,0.05)点连接,得到提馏段操作线。然后在操作线与平衡线之间绘阶梯,如该题附图所示,得到N T =10-1=9层(不包括塔釜),第三块为进料板。
两种方法结果一致。
类11、在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。若原料为饱和液体,其中含苯0.5(摩尔分数,下同),塔顶馏出液组成为0.95,釜液组成为0.06,操作回流比为2.6。试求理论板层数和进料板位置。平衡数据见例6-2表。
解:用图解法求N T
在y-x 相图上找出x W =0.06 、x F =0.50 、x D =0.95 ,对应点为c 、e 、a 。 由回流比R =2.6 得精馏段操作线截距
26.06
.395
.016.295.01==+=+R x D 在图中确定b 点,并连接ab 为精馏段操作线。
已知原料为饱和液体,故q =1 ,q 线为e 点出发的一条垂直线,与精馏段操作线交于d 点,连接cd 为提馏段操作线。绘阶梯数为9,故N T =8(不包括再沸器)。
由图可知第五块为进料板。
用简捷法求算习题13中连续精馏塔所需的理论板层数。 解:
由习题13图中读得q 线与平衡线交点坐标为
x q =0.50 y q =0.71
由式(6-36)得
14.150
.071.071
.095.0min =--=
--=
q
q q D x y y x R
吉利兰图中横坐标
40.06
.314
.16.21min =-=+-R R R
由吉利兰图中读得纵坐标32.02
min
=+-T T N N N
由例6-2知 αm =2.46 习题6-13附图
习题6-14附图
由式(6-34a )
53.5139
.047.2146.2lg ]
06.094.005.095.0lg[1lg )]1)(1lg[(min
≈=-=-?=---=m W W D D x x x x N α
所以
32.02
5
=+-T T N N 解之N T =8(不包括再沸器)
与习题13结果一致。当我被上帝造出来时,上帝问我想在人间当一个怎样的人,我不假思索的说,我要做一个伟大的世人皆知的人。于是,我降临在了人间。
我出生在一个官僚知识分子之家,父亲在朝中做官,精读诗书,母亲知书答礼,温柔体贴,父母给我去了一个好听的名字:李清照。
小时侯,受父母影响的我饱读诗书,聪明伶俐,在朝中享有“神童”的称号。小时候的我天真活泼,才思敏捷,小河畔,花丛边撒满了我的诗我的笑,无可置疑,小时侯的我快乐无虑。
“兴尽晚回舟,误入藕花深处。争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭。”青春的我如同一只小鸟,自由自在,没有约束,少女纯净的心灵常在朝阳小,流水也被自然洗礼,纤细的手指拈一束花,轻抛入水,随波荡漾,发髻上沾着晶莹的露水,双脚任水流轻抚。身影轻飘而过,留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗之中,家庭的衰败,社会的改变,消磨着我那柔弱的心。我几乎对生活绝望,每天在痛苦中消磨时光,一切都好象是灰暗的。“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。
最后,香消玉殒,我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。
在天堂里,我又见到了上帝。上帝问我过的怎么样,我摇摇头又点点头,我的一生有欢乐也有坎坷,有笑声也有泪水,有鼎盛也有衰落。我始终无法客观的评价我的一生。我原以为做一个着名的人,一生应该是被欢乐荣誉所包围,可我发现我错了。于是在下一轮回中,我选择做一个平凡的人。
我来到人间,我是一个平凡的人,我既不着名也不出众,但我拥有一切的幸福:我有温馨的家,我有可亲可爱的同学和老师,我每天平凡而快乐的活着,这就够了。
天儿蓝蓝风儿轻轻,暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室,我坐在教室的窗前,望着我拥有的一切,我甜甜的笑了。我拿起手中的笔,不禁想起曾经作诗的李清照,我虽然没有横溢的才华,但我还是拿起手中的笔,用最朴实的语言,写下了一时的感受:
人生并不总是完美的,每个人都会有不如意的地方。这就需要我们静下心来阅读自己的人生,体会其中无尽的快乐和与众不同。
“富不读书富不久,穷不读书终究穷。”为什么从古到今都那么看重有学识之人?那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。那时因为读书能给人带来快乐。
自从看了《丑小鸭》这篇童话之后,我变了,变得开朗起来,变得乐意同别人交往,变得自信了……因为我知道:即使现在我是只“丑小鸭”,但只要有自
信,总有一天我会变成“白天鹅”的,而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”……
我读完了这篇美丽的童话故事,深深被丑小鸭的自信和乐观所折服,并把故事讲给了外婆听,外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。还吵着闹着多看几本名着。于是我给外婆又买了几本名着故事,她起先自己读,读到不认识的字我就告诉她,如果这一面生字较多,我就读给她听整个一面。渐渐的,自己的语文阅读能力也提高了不少,与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大,而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。于是,我便发展“业务”带动全家一起读书……现在,每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上,争先恐后“抢书”,当我说起我最小应该让我的时候,却没有人搭理我。最后还把书给撕坏了,我生气地哭了,妈妈一边安慰我一边对外婆说:“孩子小,应该让着点。”外婆却不服气的说:“我这一把年纪的了,怎么没人让我呀?”大家人你一言我一语,谁也不肯相让……读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合,读一本好书,犹如同智者谈心、谈理想,教你辨别善恶,教你弘扬正义。读一本好书,如品一杯香茶,余香缭绕。读一本好书,能使人心灵得到净化。书是我的老师,把知识传递给了我;书是我的伙伴,跟我诉说心里话;书是一把钥匙,给我敞开了知识的大门;书更是一艘不会沉的船,引领我航行在人生的长河中。其实读书的真真乐趣也就在于此处,不是一个人闷头苦读书;也不是读到好处不与他人分享,独自品位;更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。而是懂得与朋友,家人一起分享其中的乐趣。这才是读书真正之乐趣呢!这所有的一切,不正是我从书中受到的教益吗?
我阅读,故我美丽;我思考,故我存在。我从内心深处真切地感到:我从读书中受到了教益。当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时,我便想到培根所说的话:“世界上最庸俗的人是不读书的人,最吝啬的人是不买书的人,最可怜的人是与书无缘的人。”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书,例如毛泽东主席,他半边床上都是书,一读起书来便进入忘我的境界。
书是我生活中的好朋友,是我人生道路上的航标,读书,读好书,是我无怨无悔的追求。
一片硝烟,尸体遍野,鲜血染红了土壤,唯有无名之氏在那遥远的一角低声怒喊。驱除鞑掳成为了唯一的口号,整个中华大地沾满了血和泥,到处都是阴暗。即使在那静谧的树丛中,依然传来阵阵枪响,爱国之士不噤问到:“我们的家园到底在哪里?”
那时的人们生活在水深火热之中了,饥寒问题成为每天都需要讨论的问题,或许能再次看到明天的太阳就是一件幸事。法西斯主义者们在中国大陆上烧杀抢掠,可是消灭不了人们对于祖国独立的信心,战后又会有无数的战士起来反抗加入下一场战斗。一批又一批的战士们不断起来,所以有了如今的中国民族共和国,有了如今幸福安稳的生活。透过历史镜头,我仿佛看到战后那朵鲜艳的玫瑰花,是那么明艳动人,孩子们依旧在静谧的夏夜数着星星,在烛火中朗读,因为他坚信祖国会向巨人一样再次站立,会再次成为东方的一颗耀眼明珠,绽放光芒。
如今的中国高楼林立,阡陌交通,人们不仅满足了温饱问题,更是拥有了许多娱乐设施。没有前辈们在战场上的枪林弹雨,冒着生命危险奋勇杀敌,就没有今日的天伦之乐、安稳的日常;没有前辈们饥寒交迫的忍耐与那份“不破楼兰终不还”的决心,就没有如今餐桌上的美味佳肴与色彩斑斓的饮品;没有前辈们在挖地道时汗水的付出与卖力的劳动,就没有今天繁荣富强的新中国与一张张灿烂的微笑。当初我们的国耻家恨是在一个个战士的英勇拼搏下消亡的,我们应该永远铭记在脑海中,珍惜这来之不易的和平,也要为祖国的明天奉献力量,尽自己所能。前辈们的血不会白留,我们后来者一定会用双手托起祖国的未来,而祖国一定会像海上的太阳透着金黄的脸,冉冉升起。