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1、11、有一传热面积S0为15m2的管壳式换热器中，壳程通入饱和水蒸汽以加热管内空气。150℃的饱和水蒸汽冷凝为同温度下的水排出。空气流量为2.8Kg/s，其进口温度为30℃，比热容可取1.0kJ/（kg·℃），空气对流传热系数87W/（m2·℃），换热器热损失可略。求空气的出口温度t2解:本题为一侧恒温、另一侧变温传热,且水蒸汽空气,所以有2K空气87W/m℃。所求t2可联立热量衡算与总传热速率方程由tm中解出。QK0S0tmqm,cCm,ct2t2①22其中：K0空气87W/m℃，S0=15m，qC=2.8Kg/sCPC=1000J/Kg℃,t1=30℃热流体150
2、℃150℃冷流体t230℃Tt1Tt2t230tmTt115030lnlnTt2150t2以上各量代入①式可得：t23087152.81000t230120ln150t21201200.466ln0.466e1.594即150t2150t2解出：t2=74.7℃掌握：间壁式对流传热机理及过程，如何强化传热，提高K值；2同时，注意管壁温度与大的接近，K值与小的接近，强化传热，应在小处着手。要求掌握传热方面的计算公式：SmQK0S0tmqm,cCm,Ct2t1qm,hCm.h(T1T2)(Twtw)S(T壁t液）b11ddd1do2oolnRoRiKd2dd0iiioiT
3、1t1T2t2其中：tmr2r1T1t1Sm2rmL2LlnlnrrT2t221S02r0L3吸收内容小结吸收操作是典型的传质过程。以下表四大方程（菲克定律、吸收速率方程、平衡线方程、操作线方程）为基础，以填料层高度计算为核心，将本章主要公式串成一体，3．平衡线方程（亨利定律）1．菲克定律*cA*pdcpExAJDHAABdzE随T升高增大，H随T升高减小，难2．扩散速率方程溶气体E值很大、H值很小dcADdpAHNAJADEMSdzRTdzymx对于气体中扩散系数1.75mXP总1T2YDD11mXAB2AB1P总2T1当溶液浓度很低时简化为EYmXmP总4．吸收速
4、率方程NAkG(ppi)kL(CiC)5.操作线方程NAKG(pp)KL(CC)dGAGdYLdXYYNAky(yyi)kx(xix)124Y1NAKy(yy)Kx(xx)G(Y1Y2)L(X1X2)6．扩散系数之间的关系7．填料层总高度计算1KG1kG1(HkL)7.1传质单元数法1KLHkG1kLGY1dYZHOGNOGYKYa2YY1K1kmk传质单元数的确定YYX1脱吸因数法（注意条件）mG1KX1(mkY)1kXSL*KGHKL1Y1Y2NOGln[(1S)*S]KmK1SY2-Y2XY2.对数平均推动力法KYKGP总Y1Y2NOGKXKLCTYm**(Y1
5、Y1)(Y2Y2)Ym*Y1-Y1ln*Y2-Y2231.某填料吸收塔内装有5m高，比表面积为221m/m的金属阶梯环填料，在该填料塔中，用清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分。已知混合气的流量为50kmol/h，溶质的含量为5％（体积分数％）；进塔清水流量为200kmol/h，其用量为最小用量的1.65倍；操作条件下的气液平衡关系为Y2.75X；气相总吸收系数42为310kmol/(ms)；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。试计算（1）填料塔的吸收率；（2）填料塔的直径。解：（1）惰性气体的流量为q50(10.05)kmol/h47.5kmol/hn,V
6、对于纯溶剂吸收qn,LY1Y2mAqn,VY1/mX2min依题意qn,L2002.632q47.51.6n,Vmin(qn,L/qn,V)min2.632A95.71%m2.75y10.05（2）Y10.05261y10.051Y2Y11A0.052610.95710.00226qn,V47.5X1Y1Y2X20.05260.0022600.0120qn,L200YYY*0.05262.750.01200.0196111Y2Y2Y2*0.002262.7500.00226Y1Y20.01960.00226Ym0.00803Y10.0196lnlnY20.00226Y
7、1Y20.05260.00226NOG6.269Ym0.00803Z5HOGm0.798mNOG6.269qn,V由HOGKYa6qn,V47.5/360022Ωm0.277m4KYaHOG3102210.90.798填料塔的直径为4Ω40.277Dm0.594mπ3.14要求：1.气液平衡关系及其用气液平衡关系分析吸收过程2.掌握吸收率、最小液气比的概念及计算3.掌握传质单元高度、传质单元数物理意义，S与NOG的关系，计算方法。4、掌握填料层高度的计算方法蒸馏内容小结一个前提（连续稳定）；三种方法（平衡关系、物料衡算、热量衡算（不要求））；三个方程
