化工原理例题.ppt

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1、分凝器流程举例例1苯、甲苯两组分混合物用如图所示的釜进行常压连续蒸馏加以分离（无塔板），原料直接加入釜中，进料量为100kmol/h，其组成x苯=0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率）。塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝并返回塔内。出分凝器的蒸汽与冷凝液体保持相平衡。问塔顶、塔釜产量为多少？分凝器流程解分凝器流程举例分凝器流程直接蒸汽加热的回收塔流程举例例2如图所示，用有两块理论板（包括塔釜）的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入，加料组成xF=0.2（摩尔分率，下同），

2、温度为20℃，F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率。在本题范围内平衡关系可表示为y=3x，液相组成为x=0.2时，泡点为80℃，比热为100kJ/kmol℃，汽化潜热40000kJ/kmol。S=50kmol/hxF=0.2F=100kmol/h12y=3x20℃直接蒸汽加热的回收塔流程举例解求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率S=50kmol/hxF=0.2F=100kmol/h12y=3x20℃直接蒸汽加热的回收塔流程举例y=3x解：假设垂直小管中流体静止小管中的水自

3、下而上流动小管中的水自上而下流动例1复杂管路的设计型问题举例如图所示，某厂计划建一水塔，将20℃水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压，第二车间的吸收塔内压力为20kPa（表压）。总管为573.5mm的钢管，管长为（30+z0）m，通向两吸收塔的支管均为252.5mm的钢管，管长分别为28m和15m（以上各管长均已包括所有局部阻力的当量长度在内）。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度可取为=0.2mm。现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h的水，向第二车间的吸收塔供应2400kg/h的水

4、，试确定水塔离地面至少多高才行？已知20C水的黏度Pas，可用下式计算：573.5mm（30+z0）252.5mm28m15m20kPa(表)1800kg/h2400kg/h解：这是分支管路设计型问题，可沿两分支管路分别计算所需的z0，从中选取较大者。总管：通向吸收塔一的支路：通向吸收塔二的支路：为计算满足吸收塔一的供水量水塔应处的高度，在0-0面和1-1面间列机械能衡算方程：将有关数据代入得：解之得：再计算为满足吸收塔二的供水量，水塔应处的高度，为此在0-0面和2-2面间列机械能衡算方程：将有关数据代入得：解之

5、得：为了同时满足第一、二车间的供水要求，应取z0、z0中较大者，即水塔离地面至少13.9m才行。实际操作时，第一车间供水量可通过关小阀门来调节。证明：（1）k1关小，则V1减小。假设V不变V2、V3不变V变小，故假设不成立假设V变大V2、V3变小V变小，故假设不成立现将支路1上的阀门k1关小，则下列流动参数将如何变化？(1)总管流量V、支管1、2、3的流量V1、V2、V3；(2)压力表读数pA、pB。例2复杂管路的操作型问题分析V2、V3变大pA变大、pB变小现将支路1上的阀门k1关小，则下列流动参数将如何变化？(1)总管流

6、量V、支管1、2、3的流量V1、V2、V3；(2)压力表读数pA、pB。例2复杂管路的操作型问题分析如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一球形阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m（仅包括管件的当量长度），管内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：例3复杂管路的操作型问题举例解：在A~C截面（出口内侧）列柏

7、努利方程D阀关闭，C阀全开（）时，BC管的流量为多少？D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为多少？解：在A~D截面（出口内侧）列柏努利方程（不计分支点B处能量损失）其中对于分支管路，调节支路中的阀门（阻力），不仅改变了各支路的流量分配，同时也改变了总流量。但对于总管阻力为主的分支管路，改变支路的阻力，总流量变化不大。解得2．在右图所示的输水系统中，阀A、B和C全开时，各管路的流速分别为uA、uB和uC，现将B阀部分关小，则各管路流速的变化应为______。写出分析过程。A．uA不变，uB变小，uC变小

8、B．uA变大，uB变小，uC不变C．uA变大，uB变小，uC变小D．uA变小，uB变小，uC变小第一章习题例.高度的计算30m160m21如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.