化學(xué)工程基礎(chǔ)

1、1.某房間墻壁從外到內(nèi)由一層厚度為300mm的磚和一層厚度為30mm的灰泥構(gòu)成。冬季室外溫度為-12，墻外壁面的對流傳熱系數(shù)為h=2.5 W/(m2·K)；內(nèi)壁面溫度為18時。忽略兩層之間的接觸熱組，求:通過該墻體的熱流密度是多少？兩層材料接觸面和外墻的溫度各是是多少？磚的導(dǎo)熱系數(shù)，灰泥的導(dǎo)熱系數(shù)。 2.溫度為20的水以2.5m/s的流速流經(jīng)38mm×2.5mm的水平管。此管以錐形管與另一53mm×3mm的水平管連,如圖111所示。在錐形管兩側(cè)A,B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強。假設(shè)水流經(jīng)A,B兩截面間的能量損失為1.5J/kg,求兩玻璃管的水面差(以m

2、m計)。3.有一并聯(lián)管路輸送20的水，假設(shè)總管中水的流量為9000m3/h,兩根并聯(lián)管的管徑與管長分別為d1=500mm，l1=1400m，d2=700mm，l2=800m。試求兩根并聯(lián)管中的流量各為多少?管壁的摩擦系數(shù)均為0.03.4.用離心泵從井中抽水(見圖115),吸水量為20m3/h,吸水管直徑為108mm×4mm,吸水管路阻力損失為4904Pa。求泵入口處的真空度為多少?5. 一個用于冷卻電子器件的散熱器常稱“熱沉，如下圖，其中L為垂在于紙面方向的尺度。熱沉底面溫度為70。試計算：1 肋片的效率；2 肋面總效率；3該熱沉能散發(fā)的熱量。熱沉的材料為鋁，導(dǎo)熱系數(shù)為180 W/(

3、m·K) 6. 用熱電偶測量管道中氣體的溫度，熱電偶的初始溫度為18，與氣體的外表傳熱系數(shù)為10W。熱電偶近似為球形，直徑為0.2mm。試計算插入15s后，熱電偶的過余溫度為初始溫度的百分之幾？要使溫度計過余溫度不大于初始過余溫度的1%，至少需要多少時間？熱電偶材料的導(dǎo)熱系數(shù)67W，密度7130kg/m3，比熱容228J可用集總參數(shù)法來求解 時間常數(shù)： 由 得 7. 初溫為25流量為2.0kg/s的水，進(jìn)入直徑為50 mm 加熱管加熱。管內(nèi)壁平均溫為50，如果要求水的出口溫度為30，管長為多長？如果改用兩根等長直徑為20mm的管子并聯(lián)代替前一根管子，問每根管子應(yīng)為多長？設(shè)水的物性參數(shù)

4、不變，分別為：，1 ，流體被加熱 Nu = 0.023Re0.8Pr0.4 ， ，流體被加熱 Nu = 0.023Re0.8Pr0.4 8. 一個直徑較大的液氮雙層容器，內(nèi)外壁的環(huán)形空間抽真空以便絕熱。外幣內(nèi)外表溫度為298K，發(fā)射率為0.2：內(nèi)壁外外表溫度75K，發(fā)射率為0.5.試計算1由于輻射換熱每單位面積容器壁面的散熱量2為減少輻射換熱，將一塊兩面均拋光的發(fā)射率為0.02的鋁遮熱板插入環(huán)形空間中，輻射換熱減少的百分比。9.在外徑為50 mm的管壁上裝有鋁制的等厚度環(huán)肋，相鄰肋片中心線之間的距離s=12 mm 環(huán)肋高H =16 mm ，厚=1.0 mm，導(dǎo)熱系數(shù)=180 W/(m·K)。管壁溫度tw=200，流體溫度tf =90，管基及肋片與流體之間的外表傳熱系數(shù)為110 W/(m2·K)。試確定每米長助片管(包括肋片及基管局部)的散熱量。每米1000mm長管子有1000/12=83.4圈，環(huán)肋長： 10. 用連續(xù)精餾方法別離雙組分理想混合液,原料液中含易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.40,餾出液中含易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.95。溶液的平均相對揮發(fā)度為2.8,最小回流比為1.50,說明原料液的進(jìn)料熱狀況,求q值。11. 用連續(xù)精餾塔在常壓下別離甲醇水溶液,其精餾段和提餾段操作線方程分別為y=0.63x