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以下题中选做四题,每题25分。请写出每一步计算依据和过程。
/ j- E- A$ a$ k0 t0 X. o w3 P一、(流体流动与输送)如图为冷冻盐水循环系统示意图。盐水的密度为1100kg/m3,循环流量为36m3/hr。从A处到B处的总摩擦阻力损失为98.1J/kg,从B处到A处的为49.0J/kg。管径不变。
+ C& ^) [" G( P0 k求:1. 泵的有效功率;2. 若A处的压强表的读数为2.5kg/cm2,求B处压强表的读数为多少kg/cm2。0 Z8 y# ?3 t6 S/ v
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(流体流动与输送)质量浓度为16200kg/h的25%氯化钠(NaCl)水溶液在φ50×3mm的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m3,粘度为2.3×10-3Pa·s。求(1)判断该水溶液的流动类型。(2)计算在滞流时的最大流速。% Y" P/ b: w {: f+ \7 ~+ s; _9 J* I
5 a" [; f+ f* W7 j8 q2 z) s9 |(传热)某炉壁由下列三种材料组成,内层是耐火砖,,;中间是保温砖,,;最外层是建筑砖,,。今测得其内壁温度,外壁温度。求(1)通过炉墙单位面积的热损失。(2)各层的温差。(3)各层接触面的温度。(假设各层接触良好)
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(传热)有一碳钢制造的套管换热器,内管直径为φ89mm×3.5mm,流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/(m2·K),水的对流传热系数αc=290W/(m2·K)。忽略污垢热阻。试求:1)冷却水消耗量;2)并流和逆流操作时所需传热面积。题中碳钢的导热系数为=45W/(m·K)。
; e. V4 p# a7 T w6 B+ b( ^9 t, }; Q+ _* h* u, B$ L) @+ C) F
五、(精馏)一连续精馏塔,泡点进料。已知操作线方程如下:
( p- U( G! F6 t; Z5 N7 K 精馏段 y = 0.8 x + 0.172
! |" I$ H' G" R7 f" I/ g 提馏段 y = 1.3 x – 0.018" u% k7 Z+ w$ x5 ?
求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。
8 S% Z8 R7 u1 `0 ]7 f0 `7 _) S) Y! ^' P$ U2 ^
六、(化学反应器)有如下反应A+B→P,根据实验测定,反应为一级反应:。在288K时,反应速率常数为;每天处理的溶液量为,进料的初始浓度,A的转化率为85%,试计算:?
5 w6 s$ u) p, j4 D* _0 T(1)当每批操作的辅助时间为0.5小时,间歇反应釜的有效容积。 p0 [) b. H9 m* A* d* k
(2)平推流反应器的有效容积。; Y1 J! |" K% G4 p3 L( u
(3)全混流反应器的有效容积。 n7 I: w2 J5 O7 p6 O) V9 f
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