计算题

有一套管换热器，用冷却水将25kg/s的苯由350K冷却至300K，冷却水在ф25mm×2.5mm的内管（钢管）中流动，进、出口温度为290K和320K，已知水和苯的对流传热系数分别为850W/（m²•℃）和1700W/（m²•℃）。两侧污垢热阻可忽略，换热器的热损失也可忽略，（苯325K时比热容C_p1=1.8kJ/（kg•K），水305K时比热容C_p1=4.187kJ/（kg•K），钢管导热系数）
试求：
（1）冷却水消耗量；
（2）所需管长。

问答题如图所示，有一粘度为1.7mPa•s，密度为765kg m3的某液体，由一高位槽经直径ф114mm×4mm的钢管流入一密闭槽中，其压力为0.16MPa（表压）。流体在管内流速1m s。如果两槽液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离。（设阀门未全开时Le d=50及λ=0.0265，90°弯头Le d=35）。

问答题在连续精馏塔中分离双组分理想溶液，已知进料组成为0.5（摩尔分数），釜液组成为0.05；塔顶采用全凝器，操作回流比为最小回流比的1.777倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.303，精馏段操作线方程为：y=0.72x+0.275。 试求： （1）塔顶易挥发组分的回收率； （2）进料热状态参数q。

问答题如图所示，有一高位槽输水系统，管径为ф57mm×3.5mm。已知水在管路中流动的能量损失Σhf=45u2 2（u为管内流速）。求水的流量为多少m3 h？欲使水量增加30%，应将水箱水面升高多少m？

问答题在连续精馏塔中分离双组分理想溶液，原料流量为100kmol h，组成为0.3（摩尔分数），其精馏段和提馏段操作线方程为： 精馏段：y=0.714x+0.257 提馏段：y=1.686x-0.0343 试求 （1）馏出液组成和釜液组成； （2）精馏段下降液体流量kmol h； （3）进料热状态参数q。

问答题用泵自河边的吸水站将20℃的河水送至水塔中。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m，管道系采用ф114mm×4mm的钢管，管长1800mm，包括全部管路长度及管件的当量长度（不包括设备进出口）。20℃的河水黏度μ=1.005mpa·s，密度ρ=1000kg m3。若泵的流量为30m3 h，试求外加能量为若干？（管路摩擦系数λ=0.025）