化工原理计算题
更新时间:2023-03-14 10:28:01 阅读量: 教育文库 文档下载
计算题
1.一输水系统,将敞口容器中的水送到吸收塔顶作吸收剂,贮槽水面至塔顶喷嘴的垂直距离为38m,塔内的表压强为4 m H2O柱,采用Φ100*5的钢管输送,连接在管路中孔板流量计两侧的U形管压差计读数为R=158mmHg, 已知:孔径d0=0.045m,孔流系数C0=0.7,SH2O=1,Hf =3mH2O柱,泵效率η= 0.75,求泵所需轴功率Pa。
2. 用离心泵将水池中的水送到高位槽,高位槽和水池均为敞口容器,高位槽水面高出池面50m,采用Φ100*5的管道输送,泵的送水量为34m3/h,输送过程中管路磨擦阻力损失为2.4m, 若泵的效率为60%, 计算泵所需的实际功率Pa。 3.一输水系统,用泵从水池送水到高位槽,水池和高位槽均为敞口容器,水池到泵入口处的垂直距离为4.8m,水池到泵出口处的垂直距离为5m,要求qv=36m3/h,管道为Φ80*2的钢管,已知泵前的进水管道的阻力压头损失为Hf1=0.2m水柱,出水管道的阻力压头损失为Hf2 =0.5m水柱,泵出口处压强计的读数为2.5at,SH2O=1。试求:①水池到高位槽的垂直距离H。②泵所需的实际功率Pa (η=0.7)。
4. 两液体在套管换热器中逆流换热,冷热流体的 给热系数α均为600W/m2K,其中热流体从150℃ 降到70℃,其相对密度S1=1,体积流量qv1=0.001m/s, 比热Cp1=3*10J/kg.K;冷流体从30℃升高到80℃; 换热器采用壁厚为5mm的钢管,管壁较薄,可视为 平面壁,其导热系数λ=50W/m.K。求所需传热面积。
1
3
0 32.5 3 H 2 1 4.8m 5m
5. 在逆流换热器中,用初温30℃的水将1.25kg/s的液体(Cp=1.7 kJ/(kg*K)、密度为850kg/m3)由80℃冷却到40℃。换热器列管直径为φ25*2.5mm,水走管内。水侧和液体侧的给热系数分别为0.95和1.50 kW/(m2*K),污垢热阻忽略。若水的出口温度不能高于50℃,试求换热管长度。
6.P144-21在套管换热器中用逆流换热水冷却热油,......;22T;25T。 7. 吸收塔在常压及293K时用清水吸收混合气体中的SO2, 气体与水逆流接触,混合气体(标态)流量为3500m3/h,其中含SO2(体积分率)为8%,吸收率为92%,气液平衡关系为:Y*= 21.8X,L=1.5 LM。试求: ⑴ 吸收剂水的用量为多少kmol/h。⑵ 气相传质单元数NOG。
8.用清水在常压下吸收有机合成残气中的甲醇,处理气量为1.5m3/s(标态),气体中含甲醇0.0175 (mol分率)。要求甲醇的吸收率为90%,采用L=1.3LM,当时条件下的气液平衡关系为Y*=1.15X。试计算吸收水用量及气相传质单元数NOG。
9.在某全混流反应器中进行液相反应:2A→P,其动力学方程为(-rA)=kC2A,转化率为50%。
(1). 若反应器增大为原来的6倍其它条件保持不变,转化率为多少? (2). 若体积相同,换成管式反应器,其他条件保持不变,转化率为多少? 10.有一反应A +B—→C + D为二级反应,(-rA) = k CACB,式中k =0.02m3/ kmols 进料中A和B的浓度均为 2 kmol/m3,要求A的转化率达90% , 从反应时间方面考虑,问在间歇釜、管式反应器和连续单釜中初选哪一种反应器较为合适?(间歇釜的辅助时间一般为半小时;要求先计算反应时间,后说明答案) 11.P44-3 用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯。已知反应物配比为:n
醋酸
:n
丁醇
=1:4.97,
反应物的密度为750kg/m3。反应为二级反应,速率常数k=0.992m3/kmol*h。反应的转化率xA=0.60,辅助时间t’=30min,装料系数为0.85,现要求每天生产2400kg醋酸丁酯。试计算间歇釜的总容积VT。
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