计算题

某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下：
精馏段：y=0.8x+0.172
提馏段：y=1.3x-0.018
试求原料液组成、馏出液组成、釜液组成及回流比R、汽相回流比R′。

问答题一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。已知进料中含苯和甲苯各0.5（摩尔分率）。且为饱和蒸汽状态进料。塔顶产品xD，塔底残液含苯不超过0.03，塔顶装有全凝器，泡点回流。原料处理量10kmol h，塔顶液相回流比为最小回流比的1.2倍。系统的相对挥发度为2.5。试求： （1）每小时塔顶、底的产品量； （2）塔釜中每小时上升的蒸汽量。

问答题有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为ф180mm×10mm，内管中热水被冷却，从90℃冷却到60℃，热水流量为3000kg h。冷却水在环隙从20℃升到50℃。总传热系数K=2000W （m2˙K）。试求： （热水75℃时比热容Cp1=4191kJ （kg•K），冷水35℃时比热容Cp2=4174kJ （kg•K）） ①冷却水消耗量； ②并流和逆流操作时所需管长。

问答题有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为ф89mm×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a1=230W （m2˙K），水的对流传热系数a2=290W （m2˙K）。忽略污垢热阻和管壁热阻。假设总传热系数随温度的变化忽略不计。（苯65℃时比热容Cp1=1.86kJ （kg•K），水25℃时比热容Cp2=4.178kJ （kg•K））试求： （1）冷却水消耗量； （2）并流和逆流操作时所需传热面积。

问答题在20℃下将苯从贮槽中用泵送到反应器，经过长40m的ф57mm×2.5mm的钢管，管路上有两个90°弯头，一个标准阀半开。管路出口在贮槽的液面以上12m。贮槽与大气相通，而反应器是在500kPa下操作。若要维持0.5L s的体积流量，求泵所需的功率。泵的效率取0.5。苯的密度为ρ=879kg m3。 （λ=0.0334，90°弯头le d=35，标准阀半开le d=475）

问答题有一套管换热器，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Cp1=1.8kJ （kg•K），水305K时比热容Cp1=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）

问答题一正在运行中的精馏塔，因进料预热器内加热蒸汽压力降低致使进料q值增大。若F、xF、R、D不变，则L、V、W、xD、xW将如何变化？

问答题为什么有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数？

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