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1、第四章 传热过程基本原理一、概念题1. 传热的三种基本方式是_。2. 冷、热流体热交换的方法有_。3. 牛顿粘性定律_ 富丽叶定律_。4. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近_的温度，而传热系数K值接近_的对流传热系数。 5. 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为1第二种为 2，若作为换热器材料，应选用_种；当作为保温材料时，应选用_种。6. 进出口温度分别为85和40的热流体对进口温度为20的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40，则必须采_操作。7. 采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T1、加热蒸汽压力P不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度T2_，传
2、热速率F_，总传热系数K_ ,传热平均温度差Tm_。8. 两流体通过间壁换热，冷流体从20被加热到60, 热流体从100 被冷却到70，则逆流时的tm=_；并流时的tm=_。9. 生产中用水蒸气对夹套式反应釜中的物料加热时，水蒸气进口应在夹套_部，而冷凝水则由其_部排出；当用冷却水冷却时，冷却水进口应在夹套_部，而冷却水出口应在夹套_部。 10. 平壁炉炉膛温度为1300K，炉壁由内向外由耐火砖，保温砖和装饰层组成，保温砖外侧温度为353K，装饰层外侧温度为333K。若在保温砖与装饰层之间再加一层保温材料，则温度变化情况为：保温砖外侧温度_ ；装饰层外侧温度_ 。（填写：升高、降低、不变或无法
3、确定）11. 当一侧有相变时，并流和逆流的对数平均温差_ 。A. 相同B.并流的大于逆流C.不好判断D.逆流大于并流12. 有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最底应采用的流程为_。. 气体走管外，气体并联逆流操作；. 气体走管内，气体并联逆流操作；. 气体走管内，气体串联逆流操作；. 气体走管外，气体串联逆流操作。13. 穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为t1=40，t2=35，t3=5，则第一层热阻与第二、三层热阻的关系为_。 A. R1(R2+R3) B. R1=R2+R3 C. R1R2+R3 D. 不确定 14. 物质导热
4、系数的顺序是_。A. 金属一般固体液体气体；B. 金属液体一般固体气体；C. 金属气体液体一般固体；D. 金属液体气体一般固体。15. 某套管换热器由1084mm和552.5mm钢管组成，流体在环隙 间流动，其当量直径为_ mm。 A. 53 B. 45 C. 50 D. 5816. 列管式换热器温度补偿的方法有_、_、_。17. 可以在壳体里设置_来提高壳成流体的湍动程度。18. 下列流体适合走管程的有_，适合走壳程的有_。A. 不洁净B. 高压C. 有腐蚀D. 蒸汽二、计算题1. 一列管式换热器，管径为25mm2.5mm，传热面积为10m2（按管外径计）。今拟用于使80oC的饱和苯蒸汽冷凝
5、、冷却到50oC。苯走管外，流量为1.25kg/s；冷却水走管内与苯逆流，流量为6kg/s，进口温度为10oC。现已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1600W/(m2K)、850W/(m2K)；水的对流传热系数为2500W/(m2K)。忽略管两侧污垢热阻和管壁热阻。已知水、苯（液体）的比热容分别为4.18 103J/(KgK)、1.76 103J/(KgK)；苯蒸汽在80oC的冷凝潜热为395 103J/Kg。问此换热器是否适用？ 例1：如图所示，某一f60mm3mm的铝复合管，其导热系数为45W/(mK)，外包一层厚30mm石棉后，又包一层30mm软木。石棉和软木的导热系数分别为0.
6、16W/(mK)和0.04W/(mK)。试求：1）若已知管内壁温度为-105 ，软木外侧温度为5 ，则每米管长所损失的冷量为多少？2）若将两层保温材料互换，互换后假设石棉外侧的温度仍为5 ，则此时每米管长上所损失的冷量为多少？3）以1）为前提，两层保温材料互换后，石棉外侧的实际温度为多少？此时损失的冷量又如何？设互换前后空气与保温材料之间的对流传热系数不变，并设大气温度t5为20 。例2：在一钢制套管式换热器中，用冷却水将1kg/s的苯有65冷却至15 ，冷却水在f25mm2.5mm 的内管中逆流流动，其进出口温度为10 和45 。已知苯和水的对流传热系数分别为0.82 103 W/(m2K)
7、，在定性温度下水和苯的比热容分别为4.18 103J/(mK) 和1.88 103J/(mK)，钢材导热系数为45W/(mK)，又两侧的污垢热阻可忽略不计。试求1）冷却水消耗量；2）所需的总管长。第六章 气体的吸收例1：在常压逆流操作的填料塔中用清水吸收空气中某溶质，进塔气体中溶质的含量为8%（体积分率），吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：1）水溶液的出塔浓度；2）若气相总传质单元高度为0.8m，现有一填料层高度为9m的塔，问该塔是否适用？第七章 液体的精馏一、概念题1. 某精馏塔的精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275，则该塔的
8、操作回流比R为 ，馏出液的摩尔分率为 。2. 对于精馏操作，若在F、xf、q、D不变的条件下，加大回流比R，假设全塔效率不变，则xD将 ，xW将 。（增加、减小、基本不变、不能确定）3. 在常压逆流操作的填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质A。已知进塔的气相组成Y1为0.04（摩尔比），液气比L/V为1.20，气液平衡关系为Y*1.5X，则组分A的吸收率最大可达 。4. 在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数NOL将_，而气相总传质单元数OG将_。5. 恒摩尔流假定成立的主要条件是 。 6. 精馏塔中由塔顶向下的第 n-1、n、n+1层塔板，
9、其汽相组成关系为（ ）。 7. 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求，所需的理论板数（ ）。A 逐渐减少B 逐渐增多 C 不变8. 精馏塔的图解计算中，若进料热状况变化，将使（）。 A 平衡线发生变化 B 平衡线和q线变化 C 操作线与q线变化 D 平衡线和操作线变化9. 下述说法中错误的是( )。 A 溶解度系数H值很大，为易溶气体； B 享利系数E值很大，为难溶气体； C 亨利系数E值很大，为易溶气体； D 平衡常数m值很大，为难溶气体； 10. 在气体混合物与某液体系统的Y-X图中，操作线在平衡线下方时，说明该过程为（ ）。 A 吸收 B 解吸 C 平
10、衡11. 关于双膜理论的描述，错误的是（ ）。 A 气液两相接触时，有稳定相界面，且界面处气液两相达平衡； B 相界面两侧各有一停滞膜，膜内的传质方式为涡流扩散； C 传质阻力全部集中在停滞膜内，膜外传质阻力为零。 12. 恒沸精馏与萃取精馏主要针对_的物系，采取加入第三组分的办法以改变原物系的_。13. .精馏设计中，当进料为气液混合物，且气液摩尔比为2:3，则进料热状态参数q值等于 。14. 操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（，xF，q）仍保持不变，则R_，xD_，xw_，L/V_。 15. 对于难溶气体，吸收时属于 控制的吸收，强化吸收的手段是 。 16. 17.在气
11、体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将 平衡线。17. .通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小 用量时，则下列那种情况正确（ ）。 A. 回收率趋向最高 B. 吸收推动力趋向最大 C. 操作最为经济 D. 填料层高度趋向无穷大18. .在一逆流吸收塔中，吸收剂温度降低，其它条件不变，此时塔顶气体出口浓度 出塔溶液组成 。 19. 试填写下表二、计算题1、某填料塔在常压及293K下，用清水吸收某混合气体中的SO2，处理气量为1m3/s，其中含SO29%（体积百分数）。要求SO2的吸收率为95%，吸收用的液气比为最小液气比的1.2倍。求：(
12、1)出塔液体浓度；(2)气相传质单元数。已知常压、293K下，SO2的气液平衡数据：2、在常压连续精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液组成为0.5（摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料。馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05。操作回流比为最小回流比的2倍。操作条件下平均相对挥发度为3。试求：（1）提馏段操作线方程；（2）离开第2层理论板（从塔顶往下计）的气相组成y2。3、在连续精馏塔中分离两组分理想溶液。物系的平均相对挥发度为3.0。塔顶采用全凝器。实验测得塔顶第一层塔板的单板效率hL=0.6，且已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成。3、在连续精馏塔中
13、分离两组分理想溶液。物系的平均相对挥发度为3.0。塔顶采用全凝器。实验测得塔顶第一层塔板的单板效率hL=0.6，且已知精馏段操作线方程为y=0.833x+0.15，试求离开塔顶第二层板的上升蒸汽组成。y1x0 y2 x1计算目的：y2分析：1）y2和x1是操作线关系，且无论理论板还是实际板，操作线关系都不能变，因为它反映的是物料守恒。2）需要先计算x1（实际板的）。解题思路：出发点：1）理论板，即板上气液充分接触，如本例题中的y1和x1达到气液平衡，且温度相等。以下为了讨论方便，把理论板的x1标记为x1*，表明是和y1达到平衡的气相组成，即由y1得到x1*。2）y1=x0=xD。3）由单板效率hL定义得到x1。具体解题步骤：1）2）3）4）