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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、化工原理傳熱部分模擬試題及答案 一、填空題(1) 在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣,總傳熱系數(shù)K接近于 空氣 側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù),而壁溫接近于 飽和水蒸汽 側(cè)流體的溫度值。(2) 熱傳導(dǎo)的基本定律是 傅立葉定律 , 其表達(dá)式為_(kāi)dQ= -_。(3) 間壁換熱器中總傳熱系數(shù)K的數(shù)值接近于熱阻 大 (大、?。┮粋?cè)的a值。間壁換熱器管壁溫度tW接近于a值 大 (大、?。┮粋?cè)的流體溫度。由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中,所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小,則該壁面的熱阻愈 大 (大、?。?,其兩側(cè)的溫差愈 大 (大、?。?。(4)由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中,所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大,則該壁

2、面的熱阻愈 小 ,其兩側(cè)的溫差愈 小 。(5)在無(wú)相變的對(duì)流傳熱過(guò)程中,熱阻主要集中在 滯流層內(nèi)(或熱邊界層內(nèi)) ,減少熱阻的最有效措施是 提高流體湍動(dòng)程度 。(6) 厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁,各層接觸良好,已知b1>b2>b3,導(dǎo)熱系數(shù)l1<l2<l3,在穩(wěn)定傳熱過(guò)程中,各層的熱阻R1 > R2 > R3,各層導(dǎo)熱速率Q1 = Q2 = Q3。(7) 傳熱的基本方式有 傳導(dǎo) 、 對(duì)流 和 輻射 三種。(8) 水在管內(nèi)作湍流流動(dòng),若使流速提高到原來(lái)的2倍,則其對(duì)流傳熱系數(shù)約為原來(lái)的 1.74 倍;管徑改為原來(lái)的1/2而流量相同,則其對(duì)流傳熱系數(shù)約為原來(lái)

3、的 3.48 倍。(設(shè)條件改變后仍在湍流范圍)(9) 導(dǎo)熱系數(shù)的單位為 W/(m·) ,對(duì)流傳熱系數(shù)的單位為 W/(m2·) ,總傳熱系數(shù)的單位為 W/(m2·) 。二、選擇1 某一套管換熱器,管間用飽和水蒸氣加熱管內(nèi)空氣(空氣在管內(nèi)作湍流流動(dòng)),使空氣溫度由20升至80,現(xiàn)需空氣流量增加為原來(lái)的2倍,若要保持空氣進(jìn)出口溫度不變,則此時(shí)的傳熱溫差應(yīng)為原來(lái)的 A 倍。A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定2 一定流量的液體在一f25×2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng),其對(duì)流傳熱系數(shù)ai=1000W/m2·;如流量與物性都不變,改用一f19&#

4、215;2mm的直管,則其a將變?yōu)?D 。A 1259 B 1496 C 1585 D 16783 對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中普蘭特準(zhǔn)數(shù)是表示 C 的準(zhǔn)數(shù)。A 對(duì)流傳熱 B 流動(dòng)狀態(tài) C 物性影響 D 自然對(duì)流影響4 在蒸氣空氣間壁換熱過(guò)程中,為強(qiáng)化傳熱,下列方案中的B在工程上可行。A 提高蒸氣流速 B 提高空氣流速 C 采用過(guò)熱蒸氣以提高蒸氣溫度 D 在蒸氣一側(cè)管壁加裝翅片,增加冷凝面積三、計(jì)算1有一換熱器,管內(nèi)通90的熱流體,膜系數(shù)為1100,管外有某種液體沸騰,沸點(diǎn)為50,膜系數(shù)為5800。試求以下兩種情況下的壁溫:(1)管壁清潔無(wú)垢 ;(2)外側(cè)有污垢產(chǎn)生,污垢熱阻為0.005解:忽略管壁熱

5、阻,并假設(shè)壁溫為(1) 當(dāng)壁很薄時(shí),根據(jù)壁兩側(cè)的對(duì)流傳熱方程式可得: 則 (2) 同理 則 由此可知,壁溫總是比較接近熱阻小的那一側(cè)流體的溫度。2 一廢熱鍋爐,由f25×2鍋爐鋼管組成,管外為水沸騰,溫度為227,管內(nèi)走合成轉(zhuǎn)化氣,溫度由575下降到472。已知轉(zhuǎn)化氣一側(cè)ai=300W/m2·K,水側(cè)ao=10000W/m2·K,鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/m·K,若忽略污垢熱阻,試求:(1)以?xún)?nèi)壁面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)Ki;(2)單位面積上的熱負(fù)荷q(W/m2);(3)管內(nèi)壁溫度TW及管外壁溫度Ti;解:(1)Ki 所以 (2)q (3)管內(nèi)壁溫度TW 及 管

6、外壁溫度Ti 因?yàn)?由上述方程可解出 , 3 現(xiàn)有一逆流冷卻器,用冷水冷卻油,使油溫從420K降到370K,水進(jìn)口溫度為285K,出口溫度為310K。設(shè)油和水的流率、進(jìn)口溫度保持不變,將冷卻器長(zhǎng)度增加一倍(其它尺寸不變),求油及水的出口溫度。解: 420K 370K 310K 285K對(duì)體系進(jìn)行熱量恒算, 所以, (1) (2)冷卻器長(zhǎng)度增加一倍后, 420K T2 t2 285K假設(shè): 則 所以, (3) (4)(1)=(3) 1.95= (5)(2)=(4) 3.9= (6)解(5)和(6)方程,得: T2 =341.74K t2 =324.13K <2, 則用算術(shù)平均值合適。4熱氣

7、體在套管換熱器中用冷水冷卻,內(nèi)管為鋼管,導(dǎo)熱系數(shù)。冷水在管內(nèi)湍流流動(dòng),給熱系數(shù),熱氣在環(huán)隙中湍流流動(dòng),給熱系數(shù)。不計(jì)垢層熱阻,試求:(1) 管壁熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù);(2) 內(nèi)管中冷水流速提高一倍,總傳熱系數(shù)有何變化?(3) 環(huán)隙中熱氣體流速提高一倍,總傳熱系數(shù)有何變化?解: (1) = =總熱阻 W管壁熱阻 =管壁熱阻分率為(2)增加(3) 增加 由上可知,管壁熱阻往往占分率很小,可忽略;提高K值,強(qiáng)化傳熱,應(yīng)在小處著手。 二、化工原理吸收部分模擬試題及答案一、填空1氣體吸收計(jì)算中,表示設(shè)備(填料)效能高低的一個(gè)量是 傳質(zhì)單元高度 ,而表示傳質(zhì)任務(wù)難易程度的一個(gè)量是 傳質(zhì)單元數(shù) 。2如果板式

8、塔設(shè)計(jì)不合理或操作不當(dāng),可能產(chǎn)生 漏液 、泡沫夾帶及 液泛 等不正常現(xiàn)象,使塔無(wú)法工作。3在填料塔中用清水吸收混合氣中HCl,當(dāng)水量減少時(shí)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG 增加 。4一般來(lái)說(shuō),兩組份的等分子反相擴(kuò)散體現(xiàn)在 精餾 單元操作中,而A組份通過(guò)B組份的單相擴(kuò)散體現(xiàn)在 吸收 操作中。5 板式塔的類(lèi)型有 泡罩塔 、 浮閥塔 、 篩板塔 (說(shuō)出三種);板式塔從總體上看汽液兩相呈 逆流 接觸,在板上汽液兩相呈 錯(cuò)流 接觸。6易溶氣體溶液上方的分壓 小 ,難溶氣體溶液上方的分壓 大 ,只要組份在氣相中的分壓 大于 液相中該組分的平衡分壓,吸收就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。7壓力 減小 ,溫度 升高 ,將有利于解吸的進(jìn)行。

9、8某低濃度氣體吸收過(guò)程, 已知相平衡常數(shù)m=1,氣膜和液膜體積吸收系數(shù)分別為kya=2×10-4kmol/m3.s, kxa =0.4 kmol/m3.s, 則及氣膜阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)分別約為 100% ;該氣體為 易 溶氣體,該吸收過(guò)程為 氣膜控制 。二、選擇1 根據(jù)雙膜理論,當(dāng)被吸收組分在液相中溶解度很小時(shí),以液相濃度表示的總傳質(zhì)系數(shù) B 。A大于液相傳質(zhì)分系數(shù) B 近似等于液相傳質(zhì)分系數(shù)C小于氣相傳質(zhì)分系數(shù) D 近似等于氣相傳質(zhì)分系數(shù)2 已知SO2水溶液在三種溫度t1、t2、t3下的亨利系數(shù)分別為E1=0.0035atm、E2=0.011atm、E3=0.00625atm,則

10、_A_A t1<t2 B t3>t2 C t1>t2 D t3<t13 吸收塔的設(shè)計(jì)中,若填料性質(zhì)及處理量(氣體)一定,液氣比增加,則傳質(zhì)推動(dòng)力 A ,傳質(zhì)單元數(shù) B ,傳質(zhì)單元高度 C ,所需填料層高度 B 。A 增大 B 減小 C 不變 D 不能判斷三、計(jì)算1 有一填料吸收塔,在28及101.3kPa,用清水吸收200m3/h氨-空氣混合氣中的氨,使其含量由5%降低到0.04%(均為摩爾%)。填料塔直徑為0.8m,填料層體積為3 m3,平衡關(guān)系為Y=1.4X,已知Kya=38.5kmol/h。問(wèn)(1)出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%時(shí),該塔能否使用?(2)若在上述

11、操作條件下,將吸收劑用量增大10%,該塔能否使用?(注:在此條件下不會(huì)發(fā)生液泛)解:(1) 惰性氣體流量 該塔現(xiàn)有填料層高度 因?yàn)?所以該塔不適合。(2)吸收劑用量增大10%時(shí) 因?yàn)?所以該塔適合。2 一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。已知操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m,進(jìn)塔混合氣組成為0.04(A的摩爾分率,下同),出塔尾氣組成為0.0053,出塔水溶液濃度為0.0128,操作條件下平衡關(guān)系為Y=2.5X。試求:(1)液氣比為最小液氣比的多少倍?(2)所需填料層高度?(3)若氣液流量和初始組成不變,要求尾氣濃度降至0.0033,求此時(shí)填料層高度為若干米?解:(1)液氣比為最

12、小液氣比的多少倍? 則 (2)所需填料層高度? 故 (3) 此條件下的填料層高度。 3 某逆流操作的吸收塔,用清水洗去氣體中的有害組分。已知該塔填料層總高度為9m,平衡關(guān)系Y=1.4X,測(cè)得氣體進(jìn)、出口濃度Y1=0.03,Y2=0.002,液體出口濃度X1=0.015(均為摩爾比)。試求:(1)操作液氣比L/V;(2)氣相總傳質(zhì)單元高度HOG,(3)如果限定氣體出口濃度Y2=0.0015,為此擬增加填料層高度,在保持液氣比不變的條件下應(yīng)增加多少?解:(1)操作液氣比L/V; (2)氣相總傳質(zhì)單元高度HOG, 因 故 (3)? 由題意知 =0.0015 其它條件不變,則 不變新情況下的傳質(zhì)單元數(shù)

13、為: 故 4某廠吸收塔填料層高度為4m,用水吸收尾氣中的有害組分A,已知平衡關(guān)系為Y=1.5X,塔頂X2=0,Y2=0.004,塔底X1=0.008,Y1=0.02,求:(1) 氣相總傳質(zhì)單元高度;(2) 操作液氣比為最小液氣比的多少倍;(3) 由于法定排放濃度Y2必須小于0.002,所以擬將填料層加高,若液氣流量不變,傳質(zhì)單元高度的變化亦可忽略不計(jì),問(wèn)填料層應(yīng)加高多少?解:(1)氣相總傳質(zhì)單元高度 (2)操作液氣比為最小液氣比的多少倍因?yàn)閄2=0,故 則 (3)? 則 所以 所以 三、化工原理流體流動(dòng)和流體輸送機(jī)械部分模擬試題及答案一、填空(1)流體在圓形管道中作層流流動(dòng),如果只將流速增加一

14、倍,則阻力損失為原來(lái)的 2 倍;如果只將管徑增加一倍而流速不變,則阻力損失為原來(lái)的 1/4 倍。(2)離心泵的特性曲線(xiàn)通常包括 H-Q 曲線(xiàn)、 -Q 和 N-Q 曲線(xiàn),這些曲線(xiàn)表示在一定 轉(zhuǎn)速 下,輸送某種特定的液體時(shí)泵的性能。(3) 處于同一水平面的液體,維持等壓面的條件必須是 靜止的 、 連通著的 、 同一種連續(xù)的液體 。(4) 如果流體為理想流體且無(wú)外加功的情況下,寫(xiě)出:?jiǎn)挝毁|(zhì)量流體的機(jī)械能衡算式為_(kāi) _;單位重量流體的機(jī)械能衡算式為_(kāi) _;單位體積流體的機(jī)械能衡算式為_(kāi) _;(5) 有外加能量時(shí)以單位體積流體為基準(zhǔn)的實(shí)際流體柏努利方程為 z1g+(u12/2)+p1+Ws= z2g+(

15、u22/2)+p2 +hf ,各項(xiàng)單位為 Pa(N/m2) 。(6)氣體的粘度隨溫度升高而 增加 ,水的粘度隨溫度升高而 降低 。(7) 流體在變徑管中作穩(wěn)定流動(dòng),在管徑縮小的地方其靜壓能 減小 。(8) 流體流動(dòng)的連續(xù)性方程是 u1A1= u2A2=······= u A ;適用于圓形直管的不可壓縮流體流動(dòng)的連續(xù)性方程為 u1d12 = u2d22 = ······= u d2 。(9) 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?45mmHg測(cè)得一容器內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)為350mmHg,則真空度為 395m

16、mHg 。測(cè)得另一容器內(nèi)的表壓強(qiáng)為1360 mmHg,則其絕對(duì)壓強(qiáng)為2105mmHg。(10) 測(cè)流體流量時(shí),隨流量增加孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將 增加 ,若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì),隨流量增加轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓差值將 不變 。二選擇1 流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),如要測(cè)取管截面上的流速分布,應(yīng)選用_A_流量計(jì)測(cè)量。A 皮托管 B 孔板流量計(jì) C 文丘里流量計(jì) D 轉(zhuǎn)子流量計(jì)2 離心泵開(kāi)動(dòng)以前必須充滿(mǎn)液體是為了防止發(fā)生_A_。A 氣縛現(xiàn)象 B汽蝕現(xiàn)象 C 汽化現(xiàn)象 D 氣浮現(xiàn)象3 離心泵的調(diào)節(jié)閥開(kāi)大時(shí), B A 吸入管路阻力損失不變 B 泵出口的壓力減小C 泵入口的真空度減小 D 泵工作點(diǎn)的揚(yáng)程升高4 流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損

17、失hf所損失的是機(jī)械能中的 C 項(xiàng)。A 動(dòng)能 B 位能 C 靜壓能 D 總機(jī)械能6 在完全湍流時(shí)(阻力平方區(qū)),粗糙管的摩擦系數(shù)l數(shù)值 C A 與光滑管一樣 B 只取決于Re C 取決于相對(duì)粗糙度 D 與粗糙度無(wú)關(guān)7 已知列管換熱器外殼內(nèi)徑為600mm,殼內(nèi)裝有269根f25×2.5mm的換熱管,每小時(shí)有5×104kg的溶液在管束外側(cè)流過(guò),溶液密度為810kg/m3,粘度為1.91×103Pa·s,則溶液在管束外流過(guò)時(shí)的流型為 A 。A 層流 B 湍流 C 過(guò)渡流 D 無(wú)法確定8 某離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象,應(yīng) C 。A 停泵,向泵內(nèi)灌液 B 降低

18、泵的安裝高度C 檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象 D 檢查出口管路阻力是否過(guò)大三計(jì)算HH1H21 如圖所示,用泵將水從貯槽送至敞口高位槽,兩槽液面均恒定不變,輸送管路尺寸為f83×3.5mm,泵的進(jìn)出口管道上分別安裝有真空表和壓力表,真空表安裝位置離貯槽的水面高度H1為4.8m,壓力表安裝位置離貯槽的水面高度H2為5m。當(dāng)輸水量為36m3/h時(shí),進(jìn)水管道全部阻力損失為1.96J/kg,出水管道全部阻力損失為4.9J/kg,壓力表讀數(shù)為2.452×105Pa,泵的效率為70%,水的密度r為1000kg/m3,試求:(1)兩槽液面的高度差H為多少?(2)泵所需的實(shí)際功率為多少kW?(

19、3)真空表的讀數(shù)為多少kgf/cm2?解:(1)兩槽液面的高度差H 在壓力表所在截面2-2´與高位槽液面3-3´間列柏努利方程,以貯槽液面為基準(zhǔn)水平面,得: 其中, , u3=0, p3=0, p2=2.452×105Pa, H2=5m, u2=Vs/A=2.205m/s代入上式得: (2)泵所需的實(shí)際功率在貯槽液面0-0´與高位槽液面3-3´間列柏努利方程,以貯槽液面為基準(zhǔn)水平面,有: 其中, , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0, H=29.4m代入方程求得: We=298.64J/kg, 故 , =70%, (3)真空表的

20、讀數(shù)在貯槽液面0-0´與真空表截面1-1´間列柏努利方程,有: 其中, , H0=0, u0=0, p0=0, H1=4.8m, u1=2.205m/s代入上式得, H=20mH1=2m2 如圖所示輸水系統(tǒng),已知管路總長(zhǎng)度(包括所有當(dāng)量長(zhǎng)度,下同)為100m,壓力表之后管路長(zhǎng)度為80m,管路摩擦系數(shù)為0.03,管路內(nèi)徑為0.05m,水的密度為1000kg/m3,泵的效率為0.8,輸水量為15m3/h。求:(1)整個(gè)管路的阻力損失,J/kg;(2)泵軸功率,kw;(3)壓力表的讀數(shù),Pa。解:(1)整個(gè)管路的阻力損失,J/kg;由題意知,則 (2)泵軸功率,kw;在貯槽液面0

21、-0´與高位槽液面1-1´間列柏努利方程,以貯槽液面為基準(zhǔn)水平面,有: 其中, , u0= u1=0, p1= p0=0(表壓), H0=0, H=20m代入方程得: 又 故 , =80%, 四、化工原理蒸餾部分模擬試題及答案一、填空1精餾過(guò)程是利用 部分冷凝 和 部分汽化 的原理而進(jìn)行的。精餾設(shè)計(jì)中,回流比越 大 ,所需理論板越少。2精餾設(shè)計(jì)中,當(dāng)回流比增大時(shí)所需理論板數(shù) 減小 (增大、減?。?,同時(shí)蒸餾釜中所需加熱蒸汽消耗量 增大 (增大、減?。?,塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)消耗量 減小 (增大、減小),所需塔徑 增大 (增大、減?。?分離任務(wù)要求一定,當(dāng)回流比一定時(shí),在5種進(jìn)

22、料狀況中, 冷液體 進(jìn)料的q值最大,提餾段操作線(xiàn)與平衡線(xiàn)之間的距離 最遠(yuǎn) , 分離所需的總理論板數(shù) 最少 。4相對(duì)揮發(fā)度=1,表示不能用 普通精餾分離 分離,但能用 萃取精餾或恒沸精餾分離 分離。5某二元混合物,進(jìn)料量為100kmol/h,xF=0.6,要求得到塔頂xD不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)量為 66.7 kmol/h 。6精餾操作的依據(jù)是 混合液中各組分的揮發(fā)度差異 ,實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件包括 塔頂液相回流 和 塔底上升蒸氣 。7寫(xiě)出相對(duì)揮發(fā)度的幾種表達(dá)式 a=。二、選擇1 已知q=1.1,則加料中液體量與總加料量之比為 C 。A 1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1

23、2 精餾中引入回流,下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì),使上升的汽相中易揮發(fā)組分濃度提高,最恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)法是 D 。A 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相; B 汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相; C 液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相,但其中易揮發(fā)組分較多;D 液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時(shí)發(fā)生。3某二元混合物,進(jìn)料量為100kmol/h,xF=0.6,要求得到塔頂xD不小于0.9,則塔頂最大產(chǎn)量為_(kāi)B_。A 60kmol/h B 66.7kmol/h C 90kmol/h D 不能定4某二元混合物,a=3,全回流條件下xn=0.3,則yn-1=_D_(由塔頂往下數(shù))。A 0.9 B

24、 0.3 C 0.854 D 0.7945精餾的操作線(xiàn)是直線(xiàn),主要基于以下原因 D 。 A 理論板假定 B 理想物系 C 塔頂泡點(diǎn)回流 D 恒摩爾流假設(shè) 6某篩板精餾塔在操作一段時(shí)間后,分離效率降低,且全塔壓降增加,其原因及應(yīng)采取的措施是 B 。A 塔板受腐蝕,孔徑增大,產(chǎn)生漏液,應(yīng)增加塔釜熱負(fù)荷B 篩孔被堵塞,孔徑減小,孔速增加,霧沫夾帶嚴(yán)重,應(yīng)降低負(fù)荷操作 C 塔板脫落,理論板數(shù)減少,應(yīng)停工檢修D(zhuǎn) 降液管折斷,氣體短路,需更換降液管 7板式塔中操作彈性最大的是 B 。 A篩板塔 B 浮閥塔 C 泡罩塔 D 蛇形塔8下列命題中不正確的為 A 。A上升氣速過(guò)大會(huì)引起漏液 B 上升氣速過(guò)大會(huì)引起

25、液泛 C上升氣速過(guò)大會(huì)使塔板效率下降 D 上升氣速過(guò)大會(huì)造成過(guò)量的液沫夾帶9二元溶液連續(xù)精餾計(jì)算中,進(jìn)料熱狀態(tài)的變化將引起以下線(xiàn)的變化 B 。A平衡線(xiàn) B 操作線(xiàn)與q線(xiàn) C平衡線(xiàn)與操作線(xiàn) D 平衡線(xiàn)與q線(xiàn)三、計(jì)算1 用一精餾塔分離二元液體混合物,進(jìn)料量100kmol/h,易揮發(fā)組分xF=0.5,泡點(diǎn)進(jìn)料,得塔頂產(chǎn)品xD=0.9,塔底釜液xW=0.05(皆摩爾分率),操作回流比R=1.61,該物系平均相對(duì)揮發(fā)度=2.25,塔頂為全凝器,求:(1) 塔頂和塔底的產(chǎn)品量(kmol/h);(2) 第一塊塔板下降的液體組成x1為多少;(3) 寫(xiě)出提餾段操作線(xiàn)數(shù)值方程;(4) 最小回流比。解:(1)塔頂和塔底的產(chǎn)品量(kmol/h); F=D+W=100 (1) (2)上述兩式聯(lián)立求解得 W=47.06kmol/h D=5

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