化工原理作業(yè)匯總

1、作業(yè)1例題1:填料層的分離效果常用等板高度 Ht來衡量.對10mm直徑的陶瓷拉西環(huán) 用于精餾操作時，計算Ht的經(jīng)驗公式為：HT=2.1G°37D1.24z1/3a 卩 / p式中Ht等板高度，in；G氣相質(zhì)量流率，lb/ (ft2 - h);D塔徑，in；z塔料層高度，ft ；a相對揮發(fā)度，無因次；卩一一液相粘度，cP；p 液相密度，g/cm3。試將式中Ht、G、D、z、a、卩及p的單位分別改為 m kg/ (m h)、m m Pa - s及kg/m3，換算上式。、例題2采用反滲透器進行海水淡化，流程如本題附圖所示。反滲透器可以看作是將含 鹽分高的海水分離成淡水和廢鹽水的裝置。每小時

2、有含鹽3.2 % (質(zhì)量分數(shù)，下同)的海水1000kg/h與回流的廢鹽水混合成4%的鹽水送入反滲透器內(nèi)進行分離， 得到含鹽0.05 %的淡水及含鹽5.25 %的廢鹽水。試求：(1) 每小時獲得的淡水量；(2) 回流液占生成廢鹽水的質(zhì)量百分數(shù)。淡水作業(yè)22、每小時將2X104kg、45C氯苯用泵從反應(yīng)器A輸送到高位槽(如圖所示)， 管 出口處距反應(yīng)器液面的垂直高度為 15m反應(yīng)器液面上方維持 26.7kPa的絕壓， 高位槽液面上方為大氣壓，管子為 76mrX4mm、長26.6m的不銹鋼管，管壁 絕對粗糙度為0.3mm管線上有兩個全開的閘閥、5個90°標準彎頭。45C氯苯 的密度為107

3、5 kg m-3，粘度為6.5 X0-4Pa- s。泵的效率為70%求泵的軸功率附：各局部阻力系數(shù)全開閘閥90 °C標準彎頭摩擦系數(shù)計算式Z = 0.17Z = 0.75£入=0.1( d +68 0.23Re)作業(yè)三1、試計算直徑為60卩m密度為2650Kg/m的球形 石英顆粒分別在20C水中及20C空氣中的自由沉 降速度。/卜2 L2LD |1 1 J片1332、用一板框過濾機過濾某一懸浮液。每獲1m濾液得濾餅0.05m。在150kPa壓強差下操作時，過濾常數(shù) K為2.75 X 10-5m/s，過濾介質(zhì)阻力可忽略，濾餅為不可壓縮，試求：(1) 若要求過濾1h獲取0.6m

4、3的濾餅，所需的過濾面積。答：過濾 1h 的濾液體積 V=0.6/0.05=12m3, K=2.75 X 10-5m/s，t =1h=3600s。根 據(jù)恒壓過濾方程，V+2VV=kAt。Ve=0,即 V=kAt,即 12、,3t, V=16.95m 。3、某種懸浮液以板框壓濾機于 1.95 X 105Pa的壓強差下進行過濾，過濾機的型 號：BMS20/635-25,共26個框，現(xiàn)已測得操作條件下的過濾常數(shù) K=1.13X 10-4ni/s ,3233qe=0.023m/m , 1m濾液可得濾餅0.018m，試求： 濾餅充滿濾框所需的過濾時間。 過濾完畢后用清水洗滌濾餅，清水粘度，表壓于過濾終了

5、時均相同，洗水 體積為濾液體積的10%求洗滌時間。=2.75 X 10-5- 3600,A=38.14m。(2) 若選用的板框為正方形，其邊長為 0.81m，試確定框數(shù)及框的厚度 答：A=2X 0.81 X 0.81 n, n=29.07，即約 30 個。V=nX 0.81 X 0.81 X b, b=0.032m(3) 若操作壓強差為300kPa時，求用該板框過濾機過濾1h所獲得的濾液量。答：根據(jù)K=，當(dāng) p增大1倍，K也增大1倍，即K=5.5X 10-5nVs。V=kA(3) 每批操作的輔助時間為15min,則過濾機的生產(chǎn)能力為若干 nVh ?作業(yè)四1. 25C的某油品以0.6m/s的流速

6、在直徑25x 2.5mm,長3m的管內(nèi)流動而被加熱，管 內(nèi)壁平均溫度為88 C。試求：1 油品的出口溫度；2若用25C的水以相同的流速代替油品流經(jīng)換熱器，欲使水達到油品的出口溫度，該 換熱器能否滿足要求。操作條件下，油品和水的平均物性常數(shù)如下：p /kg/m 33(iX 10 /mPa.sCp/kj(kgC )入 /W/ (M-C)油品8105.12.010.15水10000.844.170.61壁溫下油品的粘度是口 w=3.1 x 10-3Pa s2.外徑為100mmt勺蒸汽管，外面包有一層 50mml厚的絕緣材料 A，入a=0.05W/ (m-C) 其外再包一層25mm厚的絕緣材料B，入b

7、=0.075 W/ (m-C)。若絕緣層A的內(nèi)表面與絕 緣層B的外表面各為170 C及38 C，試求：1 每米管長的熱損失量；2. A，B兩種材料的界面溫度；3 若將兩種材料保持各自厚度，但對調(diào)一下位置，比較其保溫效果。假設(shè)傳熱推動力 保持不變。3在一單程列管換熱器內(nèi)用冷水將管內(nèi)的高溫氣體以150C冷卻至80C。兩流體逆流流動并且均為湍流。氣體的流量為 2000kg/h。冬季冷卻水的入口溫度為 15C，流量為684 kg/h。試計算：當(dāng)夏季冷卻水入口溫度為25C時，若要將氣體的流量和冷卻溫度不變，求冷卻水的用量。(假設(shè)總傳熱系數(shù) K和冬季相同)假設(shè)：各種情況下均可忽略管壁熱阻、垢層熱阻和熱損失

8、，空氣和水的比熱容分別取作1.02 和 4.18kj/(kg -C ).作業(yè)五1 空氣與氨的混合氣體總壓為 101.33kPa,其中氨的分壓為1333P&用20C的 水吸收混合氣中的氨，要求氨的回收率為99%每小時的處理量為1000kg空氣。物系的平衡關(guān)系列于本題附表中。若吸收劑用量取最小用量的2倍，試求每小時送人塔內(nèi)的水量。溶液濃度(gNHMOOgHzO)22.53NH的分壓1600200024272 于20C及101.33kPa條件下，在填料塔內(nèi)用清水逆流吸收空氣中的氨。當(dāng)空 氣的質(zhì)量流率為4000kg/(m2 h)時相應(yīng)的H=0.5m。物系的平衡常數(shù)m為09 試計算和比較下列各情況所需的填料層高度， 并對填料層高度與回收率關(guān)系略加 分析。1. 混合氣體中含氨 1%(摩爾分率，下同)，回收率 90%2. 混合氣體中含氨 5%，回收率 90%3. 混合氣體中含氨 1%，回收率 99.9%3 組分A通過另一停滯組分B進行擴散，若總壓P=10