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1、23计算题化工原理试卷（计算题）班级姓名分数一、计算题(共43题320分)1.5分(2823)如图，用泵将15℃的水从水池送至一敞口储槽中。储槽水面与水池液面相距10m，水面高度均保持不变。输水管内径为68mm，管道阻力造成的总能量损失为20J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？2.10分(3758)一单程列管换热器,平均传热面积A为200m2。310℃的某气体流过壳程，被加热到445℃,另一种580℃的气体作为加热介质流过管程,冷热气体呈逆流流动。冷热气体质量流量分别为8000kg·h-1和5000kg·h-1
2、,平均比定压热容均为1.05kJ·kg-1·K-1。如果换热器的热损失按壳程实际获得热量的10%计算,试求该换热器的总传热系数。3.5分(2466)已知20℃水在109mm×4.5mm的导管中作连续定态流动（如图所示）,流速为3.0m·s-1。液面上方的压强p=100kPa。液面至导管中心的距离为4m，求A点的表压强为多少千帕？（20℃水的密度=1000kg·m-3）。4.10分(3711)在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换,并采用逆流操作。热流体的进、出口温度分别为120℃和70℃,冷流体的进、出口温度分别为20℃
3、和60℃。该换热器使用一段时间后,由于污垢热阻的影响,热流体的出口温度上升至80℃。设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变,试求:污垢层热阻占原总热阻的百分比?5.10分(4951)某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液。原料以泡点温度进塔，已知操作线方程如下：精馏段：yn+1=0.630xn+0.361提馏段：ym+1=1.805xm-0.00966试求该塔的回流比及进料液、馏出液与残液的组成。6.5分(2190)精馏塔底部用蛇管加热液体的饱和水蒸气压强为1.093×105Pa，液体的密度为950kg·m-3，如图采
4、用型管出料，塔底液面高度H保持1m。形管顶部与塔内水蒸气空间有一根细管连通。为防止塔内水蒸气由连通管逸出，问形管出口处液封高度h至少应为多少米？（外界大气压强为1.013×105Pa）。7.10分(3708)2323计算题在某套管式换热器中用水冷却热油,并采用逆流方式。水的进出口温度分别为20℃和60℃;油的进出口温度分别为120℃和70℃。如果用该换热器进行并流方式操作,并设油和水的流量、进口温度和物性均不变,问传热速率比原来降低百分之几?8.10分(4547)由矿石焙烧炉送出来的气体冷却到20℃后,再送入逆流操作的填料
5、吸收塔中,用清水洗涤以除去其中的SO2。已知,在平均操作压强为101.3kPa下,气、液两相的平衡关系式为Y*=30X。在操作条件下,每小时进塔的炉气体积为1000m3,其中含SO2的体积分数为0.090,其余为惰性气体。若要求SO2的回收率为90%,吸收剂用量为最小用量的1.2倍,试计算:(1)吸收剂的质量流量;(2)溶液出口浓度;(3)实际操作液气比。9.5分(2465)如图所示，用串联两支水银压差计测蒸气锅炉上方的蒸气压。压力计与锅炉连接管内充满水，两U形管间是空气。已知：R1=1.10m，R2=1.20m，h1=3
6、.0m，h2=1.20m，h3=1.10m，试求锅炉内的蒸气表压强。*.5分(3733)设有一个热交换器,利用热的重油预热石油。已知:重油的流量为每小时4吨,进、出口温度分别为300℃与180℃,重油在300℃及180℃时的焓分别为6.9×105J·kg-1及3.8×105J·kg-1。石油的流量为每小时6吨,进、出口温度分别为80℃与170℃。逆流操作,其传热系数为150W·m-2·K-1。试求:(1)逆流操作时的平均温度差;(2)逆流操作时所需的传热面积。11.5分(4530)用洗油吸收混合气体中的苯,已知混合气体中苯
7、的摩尔分数为0.04,吸收率为80%,平衡关系式为Y*=0.126X,混合气中惰性组分的摩尔流量为1000kmol·h-1,若喷入吸收塔的洗油中不含苯,洗油用量为最小用量的1.5倍,问洗油用量为多少?12.5分(4935)今有苯-甲苯的混合液，已知总压强为101.33kPa，温度为100℃时，苯和甲苯的饱和蒸气压分别为176.7kPa和74.4kPa。若该混合液可视为理想溶液，试求此条件下该溶液的相对挥发度及气、液相的平衡组成。13.5分(4973)对苯-甲苯溶液进行连续精馏操作，要求将混合物分离成含苯的质量分数为0.97
8、的馏出液和含苯的质量分数不高于0.02的釜残液。所采用的回流比为3.5,试求精馏段操作线方程式，并说明该操作线的斜率和截距的数值。14.5分(4526)已知在1.013×105Pa(绝压)下,100g水中含氨1.0g的溶液上方的平衡分压为9.87×102Pa,试求:(1)溶解度常数H;(2)亨利常数E;
