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文檔簡介
1、傳熱練習(xí)題1、 某加熱器外面包了一層厚度為300mm的絕緣材料,該材料的熱導(dǎo)率為0.16W/(m·),已測得該絕緣層外緣溫度為30,距加熱器外壁250mm處為75,試求加熱器外壁面的溫度為多少?2、 用套管換熱器將果汁從80冷卻到30,果汁比熱為3.18kJ/kg,流量為240kg/h。冷卻水與果汁呈逆流進(jìn)入換熱器,進(jìn)口和出口溫度分別為10和20,若傳熱系數(shù)為450W/m2,計算換熱面積和冷卻水用量。3、 在一內(nèi)管為25mm×2.5mm的套管式換熱器中,用水冷卻苯,冷卻水在管程流動,入口溫度為290K,對流傳熱系數(shù)為850W/(m2·K),殼程中流量為1.25kg
2、/s的苯與冷卻水逆流換熱,苯的進(jìn)、出口溫度分別為350K、300K,苯的對流傳熱系數(shù)為1700 W/(m2·K),已知管壁的熱導(dǎo)率為45 W/(m·K),苯的比熱容為cp=1.9 kJ/(kg·),密度為=880kg/m3。忽略污垢熱阻。試求:在水溫不超過320K的最少冷卻水用量下,所需總管長為多少(以外表面積計)?4、 在一單程列管式換熱器中,用130的飽和水蒸汽將36000kg/h的乙醇水溶液從25加熱到75。列管換熱器由90根25mm×2.5mm,長3m的鋼管管束組成。乙醇水溶液走管程,飽和水蒸汽走殼程。已知鋼的熱導(dǎo)率為45W/(m·),
3、乙醇水溶液在定性溫度下的密度為880kg/m3,粘度為1.2×103Pa·s,比熱為4.02kJ/(kg·),熱導(dǎo)率(即導(dǎo)熱系數(shù))為0.42W/(m·),水蒸汽的冷凝時的對流傳熱系數(shù)為104W/(m2·),忽略污垢層熱阻及熱損失。試問此換熱器是否能完成任務(wù)(即換熱器傳熱量能否滿足將乙醇水溶液從25加熱到75)?已知:管內(nèi)對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式為,。干燥練習(xí)題5、 某物料在連續(xù)理想干燥器中進(jìn)行干燥。物料處理量為3600kg/h, 物料含水量由20%降到5%(均為濕基)??諝獬跏紲囟葹?0,濕度為0.005kg/kg絕干氣,空氣進(jìn)干燥器時溫度為100,
4、 出干燥器時溫度為40。試求:(1)空氣消耗量;(2)預(yù)熱器傳熱量。6、 在某干燥器中干燥砂糖晶體,處理量為100kg/h,要求將濕基含水量由40%減至5%。干燥介質(zhì)為干球溫度20,相對濕度15%的空氣,經(jīng)預(yù)熱器加熱至80后送至干燥器內(nèi)??諝庠诟稍锲鲀?nèi)為等焓變化過程,空氣離開干燥器時溫度為30,總壓為101.3kPa。試求: 水分汽化量; 干燥產(chǎn)品量; 濕空氣的消耗量; 加熱器向空氣提供的熱量。(注:在常壓下,20時水的飽和蒸汽壓為2.335kPa)7、 在理想干燥器中,將某物料從含水量5%干燥到0.5%(均為濕基)。干燥器生產(chǎn)能力為1.5kg濕原料/s。27,濕度為0.007kg水/kg絕干
5、氣的新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱至100進(jìn)入干燥器,出干燥器時溫度為52。若干燥器的熱損失可忽略不計,試求絕干空氣消耗量及空氣離開干燥器時的濕度。8、 常壓下(Pa=101.3 kPa),將干球溫度為30 、濕度為0.010 kg/kg干氣的空氣,經(jīng)預(yù)熱器加熱后溫度升高至120 ,然后將加熱的空氣送入干燥器中干燥物料。干燥的過程可視為等焓干燥過程,當(dāng)空氣離開干燥器的時候相對濕度達(dá)到60%。 請將空氣從進(jìn)入預(yù)熱器到離開干燥器的整個過程在下面濕空氣的I-H圖上表示出來; 請根據(jù)第一問所作的圖查出空氣離開干燥器時的干球溫度為 ,濕度為 kg/kg干氣; 請根據(jù)已知條件以及第二問的結(jié)果計算出含100 kg絕干
6、空氣的新鮮空氣從進(jìn)入預(yù)熱器到離開干燥器的整個過程中空氣中增加的水分質(zhì)量為 kg蒸餾練習(xí)題9、 一常壓操作的連續(xù)精餾塔中分離某理想溶液,原料液組成為0.4,餾出液和釜殘液組成分別為0.95和0.05(均為輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)),操作條件下,物系的相對揮發(fā)度2.0,若操作回流比R=1.5Rmin,泡點進(jìn)料,塔頂為全凝器。試計算提餾段操作線方程。10、 下圖是雙組分理想物系的溫度組成圖,物系從狀態(tài)點O開始依次變化至A、P、D、Q點,請寫出每個狀態(tài)點下對應(yīng)的氣相和液相組成(注:若沒有則不必寫出)狀態(tài)點xyOAPDQ11、 用連續(xù)精餾塔每小時處理100kmol含苯40和甲苯60的混合液,要求餾出液中含苯90
7、,殘液中含苯1(組成均以kmol%計),試計算:2 餾出液和殘液各多少kmol/h 飽和液體進(jìn)料時,已估算出塔釜每小時汽化量為132kmol,問回流比為多少12、某連續(xù)精餾塔,泡點進(jìn)料,已知操作線方程如下:精餾段:y=0.8x+0.172提餾段:試求:原料液、餾出液、釜液組成及回流比。沉降練習(xí)題13、 求密度為2360kg/m3,直徑為60微米的球形顆粒在常溫水中的沉降速度。14、 密度為2150kg/m3的煙灰球形顆粒在20空氣中層流沉降的最大顆粒直徑是多少。過濾練習(xí)題15、 BMS50/810-25型板框壓濾機(jī),濾框尺寸為810 mm×810 mm×25 mm,共36個
8、框,現(xiàn)用來恒壓過濾某懸浮液。操作條件下的過濾常數(shù)為K=2.72×10-5 m2/s,qe=3.45×10-3 m3/m2,每濾出1 m3濾液的同時,生成0.148 m3的濾渣。求: 濾框充滿濾渣所需時間(min); 若洗滌時間為過濾時間的2倍,輔助時間為15 min,其生產(chǎn)能力為多少?(生產(chǎn)能力以每小時獲得的濾液體積計)16、 用某板框過濾機(jī)過濾葡萄糖溶液,加入少量硅藻土作助濾劑。在過濾表100kPa下過濾2h,頭1h得濾液量為8m3。假設(shè)硅藻土是不可壓縮的,且忽略介質(zhì)阻力不計,試問:2 在第2h內(nèi)可得多少濾液? 過濾2h后用2m3清水(黏度與濾液相近)在同樣壓力下對濾餅進(jìn)
9、行橫穿洗滌,求洗滌時間。17、 某板框式壓濾機(jī)的過濾面積為0.2m2,在壓差下以恒壓操作過濾一種懸浮液,2小時后得濾液4m3,介質(zhì)阻力可略,濾餅不可壓縮,求:若過濾面積加倍,其他情況不變,可得多少濾液?若在原壓差下過濾4小時后用0.5m3的水洗滌濾餅,需多長洗滌時間?蒸發(fā)練習(xí)題18、在單效真空蒸發(fā)器內(nèi),每小時將1500kg牛奶從質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%濃縮到50%。已知進(jìn)料量的平均比熱容為3.90kJ/(kg·K),溫度為80,加熱蒸汽表壓0.1MPa,出料溫度為60,蒸發(fā)器傳熱系數(shù)為1160 W/(m2·K),熱損失為5%。試求 蒸發(fā)水量和成品量; 加熱蒸汽消耗量; 蒸發(fā)器傳熱面積
10、。19、在單效膜式蒸發(fā)器中,每小時將20噸15%的某水溶液連續(xù)濃縮到25%,原料液溫度為75,已知蒸發(fā)操作的平均壓強(絕壓)為50kPa(該壓強下飽和蒸汽的汽化潛熱為2304.5kJ/kg,飽和溫度為81.2);加熱蒸汽壓強為196.2KPa(絕壓)(該壓強下飽和蒸汽溫度為119.6,汽化潛熱為2206kJ/kg)。若K為1000W/(m2. ),熱損失為總傳熱量的5%,傳熱溫度差損失為5.8。求:(1)蒸發(fā)器的傳熱面積S; (2)加熱蒸汽用量D。20、用一單效蒸發(fā)器將2500kg/h的某水溶液由10%濃縮到25%(均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)),原料液比熱為3.9kJ/(kg·)。已知加熱蒸氣壓
11、力為200kPa(絕壓),蒸發(fā)室內(nèi)壓力為40kPa(真空度),假設(shè)溶液的沸點升高為5,熱損失為20kW。試計算進(jìn)料溫度為25時,加熱蒸汽消耗量。當(dāng)?shù)卮髿鈮喝?00kPa。流體輸送練習(xí)題20、用離心泵將20 的水從敞口貯槽送至水洗塔頂部,槽內(nèi)水位維持恒定。泵吸入與壓出管路直徑相同,均為76 mm×2.5 mm。水流經(jīng)吸入與壓出管路(不包括噴頭)的能量損失分別為Wf1=2u2及Wf2=10u2(J/kg),式中,u為水在管內(nèi)的流速。在操作條件下,泵入口真空度的讀數(shù)為26.6 kPa,噴頭處的壓力為98.1 kPa(表壓)。試求泵的有效功率(kW)。(20分)21、在一定轉(zhuǎn)速下測定離心泵的
12、性能,吸入管與壓出管的內(nèi)徑分別為70mm和50mm。當(dāng)流量為30m3/h時,泵入口處真空表與出口處壓力表的讀數(shù)分別為40kPa和215kPa,兩測壓口間的垂直距離為0.4m,軸功率為3.45kW。試計算泵的壓頭與效率。160mz30m22、如圖所示,密度為800kg/m3、黏度為1.5mPa·s的液體,由敞口高位槽經(jīng)114mm×4mm的鋼管流入一密閉容器中,其壓力為0.16MPa(表壓),兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s,管路中閘閥為半開,管壁相對粗糙度/d=0.002,試計算兩槽液面的垂直距離。制冷23、有一立式、雙缸氨壓縮制冷機(jī),其制冷量為Q0=4.186×105 kJ/h,其操作的蒸發(fā)溫度T0=-15,冷凝溫度Tk=25,過冷溫度Tu20。(1) 請在下面NH3的lg
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