2011化工原理练习题-总 下载本文

6.简述换热器的强化途径(P207)

从传热速率方程Q=KA?tm,因此强化传热,有三个途径:

(1)传热系数K:与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关。

d11d2bd21??Rs12??Rs2? K?1d1d1?dm?2原则上减少上式中任意一项分热阻,都能提高K值,但当分热阻的相互差别较大时,总热阻主要有其中较大的热阻控制,增加K值,应设法减小对K值影响较大的项,如污垢热阻较大时,应主要考虑如何防止或延缓垢层形成或垢层清洗,当a1和a2相近时,同时提高两流体的给热系数,当差别较大时,设法增加较小的a才能有效提高K值,加大流速,增加湍动程度,以减少层流底层的厚度,可以有效的提高无相变的流体的给热系数,从而达到提高K值的目的,如增加列管式换热器的管程数和折流板的数目,管内装入强化添加物等 (2)平均温差:其大小由冷热流体的温度决定,一般的,已为生产条件所决定,从节能的角度,应尽量在低温差条件下传热,当两边流体为变温传热时,尽可能考虑从结构上采用逆流或接近逆流的情况,以得到较大平均温差

(3)单位体积内的传热面积:可以从改进传热面的结构着手,如翅片式换热器,在换热器内外表面带有各种形状的翅片,或以各种波纹管代替光管,不仅增加了传热面积,同时增大了湍动程度。特别是对于传热系数小的一侧采用翅片对提高传热系数更有效。 7. 提高传热系数K的措施有哪些?

传热系数K:与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关。

d11d2bd21??Rs12??Rs2? K?1d1d1?dm?2原则上减少上式中任意一项分热阻,都能提高K值,但当分热阻的相互差别较大时,总热阻主要有其中较大的热阻控制,增加K值,应设法减小对K值影响较大的项,如污垢热阻较大时,应主要考虑如何防止或延缓垢层形成或垢层清洗,当a1和a2相近时,同时提高两流体的给热系数,当差别较大时,设法增加较小的a才能有效提高K值,加大流速,增加湍动程度,以减少层流底层的厚度,可以有效的提高无相变的流体的给热系数,从而达到提高K值的目的,如增加列管式换热器的管程数和折流板的数目,管内装入强化添加物等.

第7章 蒸发

一、选择题

1. 提高蒸发装置的真空度, 一定能取得的效果为 ① ①将增大加热器的传热温差;②将增大冷凝器的传热温差 ③将提高加热器的总传热系数;④会降低二次蒸气流动的阻力损失 2. 采用多效蒸发的目的在于 ③

①提高完成液的浓度;②提高蒸发器的生产能力

③提高生蒸气的利用率(节省生蒸汽的用量,节能);④提高完成液的产量

3. 下列关于并流加料多效蒸发装置的各效总传热系数(K1 ,K2,K3 … ) 以及各效蒸发量(W1, W2,W3 … ) 相对大小的判断中正确的是 ① ①K1> K2> K3……, W1 K2> K3……, W1>W2>W3……;④K1< K2W2>W3……

4. 在常压单效蒸发器中蒸发某种盐溶液。已测知该盐溶液在常压下因蒸气压降低引起的沸点升高为 12 ℃ , 液柱静压引起的平均沸点升高为 4 ℃ , 请据下表选定该蒸发操作至少得用 ③

饱和水蒸气绝对压强 饱和水蒸气的温度/℃ ①2.5;②2;③1.5;④1

5. 有一四效蒸发装置 , 冷料液从第三效加入 , 继而经第四效 , 第二效后再经第一效蒸发得完成液 , 可断定自蒸发现象将在出现④

①第一效;②第二效;③第三效;④第四效

6. 有一套平流加料蒸发装置, 一共三效, 各效蒸发器的形式及传热面均相同。现以 W1 、 W2 、 W3 分别表示第一、二、三效在相同时间内蒸发出的水分量, 它们的大小顺序为①

①W1>W2>W3;②W2>W1>W3;③W3>W2>W1;④W1=W2=W3 7. 导出蒸发器的简化热量衡算式时,所做的基本假定是:③ 。 ①沸点进料; ②溶液的热焓和比热容取溶质和溶剂的质量平均值; ③ 忽略溶解热和稀释热; ④无热损失。 二填空题

1.5 115 2 120 2.5 128 3 132 3.5 138 表压的生蒸气

1、将一流量10000kg/h,含量为68%(质量,下同)的硝酸铵水溶液浓缩至90%,则水分蒸发量为___________kg/h。 2蒸发过程的实质是 热量传递

3大多数工业蒸发所处理的是水溶液, 热源是 加热蒸汽(生蒸汽), 产生的仍是 水蒸气(二次蒸汽) 两者的区别是 温位(或压强,或压力) 不同 4D/W为单位蒸汽的消耗量,用以表示蒸汽利用的经济程度。 5一般定义单位传热面的水份蒸发量为蒸发器的 生产强度 6多效蒸发可以节省生蒸汽的用量,但是以增加设备投资和降低蒸发器的生产强度为代价。 7多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液沸点较前一效低,已使前一效引出的二次蒸汽可以作为后一效的加热用蒸汽。

8单效蒸发操作中,二次蒸汽的温度低于生蒸汽温度,这是由于传热推动力和温度损失(溶液沸点升高)造成的。

三、简答题

1 为什么多效蒸发的效数不能无限增多(效数的限制)? 1)技术上的限制(锅炉和真空系统限定) 提高生蒸汽的温度受到锅炉的压力升高的限制

降低末效蒸发器二次蒸汽的出口温度受到真空系统的限制。

同时真空泵真空度高,二次蒸汽温度低,引起完成液的黏度升高,α下降,K下降,不利传热总温差。

效数增加,温度差损失的增加,总的有效温差减小,设备生产强度降低,在技术上每效蒸发器的有效温差不应小于7~10℃,因而效数有一限制,否则蒸发不能操作下去。 2)经济上的限制

随着效数的增加,虽然D/W在不断降低,但这种降低不与效数成正比,而在逐渐减少,将单效增为多效时,设备费用成倍增加,所以当增加的设备费已大于减少的加热蒸汽费用时,就再无必要增加效数。

2 比较单效蒸发和3效蒸发的生产能力和生产强度(设单效蒸发器和3效蒸发时的每个蒸发器传热系数相同,传热面积相等)

3.为提高生蒸气的利用率, 可供采取的措施有哪些?

①多效蒸发(2分);②额外蒸气的引出(1分);③二次蒸气的再压缩,再送入蒸发器加热室(1分);④蒸发器加热蒸气所产生的冷凝水热量的利用(1分)。

第9章吸收 练习题

一、选择题

1吸收的依据是 ①

①气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异 ②液体均相混合物中各组分挥发能力的差异 ③液体均相混合物中各组分结晶能力不同 ④液体均相混合物中各组分沸点不同 2. 一个完整的工业吸收流程应包括 ③

①吸收部分;②脱吸部分;③吸收和脱吸部分;④难以说明 3. 吸收操作的作用是分离 ①

①气体混合物;②液体均相混合物;③互不相溶的液体混合物;④气一液混合物 4. 由二氧化碳、空气、水构成的气液平衡体系, 若总压及温度选定, 那么当空气被视为不溶于水的惰性组分时,该体系的自由度数是 ③

① 3;② 2;③ 1;④ 0

5. 已知二氧化硫SO2水溶液在三种温度t1、t2 、 t3下的亨利系数分别为E1=3.6×102Pa、E2=1.1×103Pa 、E3=6.7×102Pa,则 ① ① tl < t2;② t3 > t2;③ t3 < t1;④ tl > t2 6. 吸收过程的推动力为 ④ ①浓度差;②温度差;③压力差;④实际浓度与平衡浓度差

7.对某一气液平衡物系, 在总压一定时, 若温度升高, 则其亨利系数E将: ②

①减小;②增加;③不变;④不确定

8. 根据双膜理论, 当被吸收组分在液体中溶解度很小时, 以液相浓度表示的传质总系数 KL ② ①大于液相传质分系数 KL;②近似等于液相传质分系数 kL ③大于气相传质分系数 KG;④近似等于气相传质分系数 KG

9. 低浓度液膜控制系统的逆流吸收, 在塔操作中若其他操作条件不变, 而入口气量有所增