化工原理吸收傳熱習(xí)題

1、吸收習(xí)題 一、分析與判斷 在密閉容器內(nèi)存在某種低濃度水溶液，容器內(nèi)壓強(qiáng)為 Po，溶液溫度為t，溶質(zhì)含量為c（x），試問: 1） 2） 3） 若將N2壓入容器，則E H m 若溶液溫度t下降，則E H m 注入溶質(zhì)A,則E H m 答：1）不變，不變，變小，不變 當(dāng)密閉容器內(nèi)壓入 N2時(shí)，相當(dāng)于容器內(nèi)的總壓增加，總壓變化時(shí)，對(duì)均無(wú)影響，故 E、H不變，溶質(zhì)的含量也不變, 平衡分壓P Ex不變，然而， m E/p，總壓P增加，故m變小。 2）變小，變大，變小，變小 若溶液的溫度下降， 則平衡分壓P變小，E、H均受溫度的影響，E變小，H變大，m E/p變小。 3）不變，不變，不變，變大 注入溶質(zhì)A時(shí)

2、，體系的溫度壓強(qiáng)均不變，此時(shí)物系的E、H m均不變，而注入 A后，溶液中溶解的溶質(zhì)含量變大, 故P變大。 2、某吸收過(guò)程，已知?dú)庀鄠髻|(zhì)系數(shù)與液相傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系是ky 3kx，則此時(shí)氣相傳質(zhì)推動(dòng)力（y yi） 液相傳質(zhì)推動(dòng)力（Xj x）。（大于、等于，小于，不確定） 答：不確定。 題中未給出平衡關(guān)系，兩個(gè)傳質(zhì)系數(shù)相差又不大，所以無(wú)法判斷是氣膜控制過(guò)程還是液膜控制過(guò)程。 3、低濃度逆流吸收塔設(shè)計(jì)中，若氣體流量、進(jìn)出口組成及液體進(jìn)口組成一定，減小吸收劑用量，傳質(zhì)推動(dòng)力 將，設(shè)備費(fèi)用將 （增大、減小，不變） 答：減小，增大 減小吸收劑的用量，則吸收過(guò)程的推動(dòng)力降低，即傳質(zhì)推動(dòng)力減小，達(dá)到原來(lái)的分離要求

3、所需的填料層的高度增加, 所以設(shè)備的費(fèi)用將增大。 4、某逆流吸收塔操作時(shí)，因某種原因致使吸收劑入塔量減少，以至操作時(shí)液氣比小于原定的最小液氣比，則將發(fā)生 什么情況： 答：氣體出塔含量 y2增大，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，液體出塔含量Xi也增大。 吸收劑入塔量減小，吸收的推動(dòng)力下降，由于原定的最小液氣比對(duì)應(yīng)著原分離要求，雖然操作的液氣比小于原定的 最小液氣比，操作仍然是吸收操作，只是此時(shí)對(duì)應(yīng)的分離要求發(fā)生了變化，由于液氣比下降，所以操作無(wú)法達(dá)到原 來(lái)的設(shè)計(jì)要求，氣體出塔的含量將增大；而又由于操作的溫度、壓強(qiáng)不變，所以吸收的平衡關(guān)系不變，入塔的氣體 組成不變，故液氣比越低，對(duì)應(yīng)的出塔的液體組成越接近平衡組成

4、，故液體出塔含量 Xi也增大。 5、低濃度逆流吸收操作中，原工況操作線如附圖所示，現(xiàn)其他條件不變而吸收劑用量 情況并繪出新工況的操作線： L增加，試判斷下列參數(shù)變化 出塔液體X, ，出塔氣體y ，回收率 （增大、減小，不變, 不確定） 答：減小, 題5附圖 減小，增大 題6附圖 Kya 1 一一，吸收劑用量L增加，則 1 m kykx kx增大, Kya 增大，Hog V 廠減小; K ya 填料層高度不變，H OG減小，N OG增大, mV L減小，根據(jù)傳質(zhì)單元數(shù)關(guān)聯(lián)圖, yi mX2增大, y2 mX2 而 y1、 x2 均不變，故y2減小，回收率 yi L增大，操作線的斜率變大，而 yi

5、、 X2均不變，故操作線上端與平衡線的距離變大, 出塔液體的組成 X1減小。 出塔液體Xi減小，塔底的推動(dòng)力變大, 出塔氣體y2減小，塔頂?shù)耐苿?dòng)力變小，故 ym的變化不確定。 第5題答案圖 6、低濃度逆流吸收操作中，原工況操作線如附圖所示, 作線。 現(xiàn)其他條件不變而吸收劑入塔含量升高，試?yán)L出新工況的操 答：因?yàn)槠渌麠l件不變，X2變高，則y2變大，塔頂?shù)耐苿?dòng)力變小，故新工況下的操作線必然下移，且與原工況的 操作線的斜率相等。新工況的操作線如圖所示。 7、吸收操作中，原工況下氣體進(jìn)塔量為V,進(jìn)出塔的含量分別為 y1、y2。由于某種原因，吸收劑入塔濃度升高, ，平均推動(dòng)力ym 采用增加吸收劑用量 L

6、的方法后，使yi、y2保持不變。則與原工況相比，被吸收溶質(zhì)總量 （增大，減小，不變，不確定）。 答：不變，減小 吸收過(guò)程中被吸收的溶質(zhì)量為：V （yi y2），由于改變前后的yi、y?均不變，故被吸收的溶質(zhì)量不變; Kya 1 k? 一，吸收劑用量L增加，則kx增大，Kya增大，Hog m kx 減小; Kya 填料層高度不變, H og 減小，Nog 增大，N og y m ，yi、y2 不變, Nog增大，故 ym減小。 知： d d 0.020m 20mm 27mm 求: 解: (1)由 U2 Ui , 0.023 0.8 du n Cp d；8 石 d1 d2 d1 0.8 20 27

7、 0.8 0.9417 W2W1 , W U2A2mA, U2 U1 d1 d7 所以 .0.8 d2u2 d2 - 08 d1 u1 d1 d1 d d2d1 0.8 d1 d2 27 20 uA 0.8 d2u2 dM d d2 0.8 d? 2 o.8 d 2 1.6 生 d2 1 .8 1.8 20 27 0.5826 9.在一內(nèi)鋼管為180 均比熱為2380J/(kg K)。 管內(nèi)外側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)分別為 10mm的套管換熱器中， 環(huán)隙逆流走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40 C和50 2 2 2000W/(m K)和3000W/(m K)，鋼的導(dǎo)熱系數(shù)可取為 將流量為 阻可以忽略。試求：

8、冷卻水用量7982kg/h ;基于內(nèi)管外側(cè)面積的總傳熱系數(shù) 3500kg/h 的某液態(tài)烴從 100 C冷卻到60C,其平 C,平均比熱為 4174 J/(kg K)。內(nèi) 45 W/(m K)。假定熱損失和污垢熱 Ko 883.8571 W/(m2 K) ；3) 對(duì)數(shù)平均溫差 32.75 C;內(nèi)管外側(cè)傳熱面積 3.1975m2。 解: (1) WhCph T1T2 WcC pc t2t1 Wc WhCph TT2 Cpc t2 t1 容監(jiān)刖7982kg/h do In di do 180 di 160 .180- In 160 169.80 mm 1 Ko 1 do i di do d m 所以

9、 2000 180 160 0.01 180 45 169.8 1.1314 10 3 3000 Ko 883.8571W/(m2 K) 1 1 tm逆 t2t1 I t2 In t1 50 2032.75 C ln50 20 KoS tm逆Whcph T1 T2 WhCph T1T2 3500 K o tm 逆 2380100 603.1975m2 3600 883857 32.75 二、選擇題 1某一套管換熱器，由管間的飽和蒸汽加熱管內(nèi)的空氣，設(shè)飽和蒸汽溫度為 度為80 C，則此套管換熱器內(nèi)壁溫度應(yīng)是（ A接近空氣平均溫度B C接近飽和蒸汽溫度 答：C 2 .測(cè)定套管換熱器傳熱管內(nèi)對(duì)流傳熱

10、系數(shù)a 100C，空氣進(jìn)口溫度為 20C，出口溫 ）。 接近飽和蒸汽和空氣的平均溫度 體的流量及進(jìn)、出口溫度均可測(cè)量。且測(cè)量的精確度基本上相同。用公式a （ A C 答： i,冷流體走傳熱管內(nèi)，熱流體走套管環(huán)隙，冷熱流體均無(wú)相變。冷流 i =Q/si ti求a i時(shí)，式中的Q用下面 )公式計(jì)算。 Q=WcC p,c(t 2-t 1) Q=WcC p,c(t 2-t 1) A B Q=WhC p,h(T 和 Q=WhCp,h(T-T2)均可以。 1-T2) 3在臥式列管換熱器中， 用常壓飽和蒸汽對(duì)空氣進(jìn)行加熱。 （冷凝液在飽和溫度下排出），飽和蒸汽應(yīng)走（ A 殼程 管程 殼程和管程都可以 兩流體在換熱器中必須（ A 逆流 ）流動(dòng)。 并流 逆流和并流都可以 答：A, C 4. 傳熱過(guò)程中當(dāng)兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)都較大時(shí), A管壁熱阻B污垢熱阻 D管外對(duì)流傳熱熱阻 答：B 5. 下述措施中對(duì)提高換熱器殼程對(duì)流傳熱系數(shù)有效的是（ A設(shè)置折流板；B C換熱器采用三角形排列； 答：A, C 6. A 答: 7. A 影響傳熱過(guò)程的將是（ C ）。 管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻 增大板間距 增加管程數(shù) 在確定換熱介質(zhì)的流程時(shí)，通常走管程的有（ 高壓流體； 蒸汽; ），走殼程的有（ C 易結(jié)垢的流體; 腐蝕性流體 粘度大的流體 被冷卻的流體 A, C, D; B, E, F面關(guān)于輻射的說(shuō)法中