1、1祁存谦 丁楠 吕树申 化工原理习题解答第 1 章 流体流动第 2 章 流体输送第 3 章 沉降过滤第 4 章 传热第 5 章 蒸发第 6 章 蒸馏第 7 章 吸收第 9 章 干燥第 8 章 萃取第 10 章 流态化广州 中山大学化工学院（510275）2008/09/282第 1 章 流体流动1-1容器 A 中气体的表压力为 ，容器 B 中的气体的真空度为 。试60kPa Pa102.4分别求出 A、B 二容器中气体的绝对压力为若干 。该处环境大气压等于标准大气压。（答： ； ）,160kPa,8解：取标准大气压为 ，所以得到：1；aA。k2B1-2某设备进、出口的表压分别为 和 ，当地大气
2、压为 ，试12kPa-5710.3kPa求此设备进、出口的压力差为多少 。 (答： )69解： 。571出进 P1-3为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为 （表压） 。问水封管插入液面下的深度 最小应为若干？ 0ka h（答： ）m02.1解： m2.1893gH习题 1-3 附图1-4某一套管换热器，其内管为 外管为 。内m,25.3.m5.360管流过密度为 ，流量为 的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）3m150kg 1h50kg为 ，平均温度为 ，流量为 的气体。标准状态下气体密度为MPa.0C06，试求气体和液体的流速分别为若干 ？
3、32kg s（ 答： ； ）1Ls.U1g.9习题 1-4 附图解： ， ；m275.3内d m532.60外d对液体： ；1s.7.15/4/ 内AVulll3对气体： ，01P35601 mkg92.1032. ，24内外内外 DdAg2104。13s69510./6/ ggmVu1-5 水在内径为 的管内流动，流速为 。试求雷诺准数为若干？ C25052（ 答： ）1.解： 。 （ 下水的 ， 查物性手册）2.RedC01-6 （1）设流量为 ，水温 ，管径为 ，试判断流动类型。1s4L m5.37（2）条件与上相同，但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为 ，试判断12sc4流动类型。
4、（答：（1） ，湍流 ；(2) ，层流）50.201解： ，m2357d，23s414qAuV查物性手册得 下水的密度和粘度分别为：C0， ，3kg2.98Pa03401.145Re 53d所以流体在管内的流动类型为湍流； 23.24du所以流体在管内的流动类型为层流。1-7密度为 的某液体经一内径为 的管道输送到某处，若其流速为3m180kg m60，求该液体的体积流量 ，质量流量 和质量流速 。s8m.0 1h 1skg 12smkg（答： ； ； ）3h4 s7 24解： 8.06.22udAqV，1313hs06. ，skg74.m。122m0)6.785/(4/ qu1-8有一输水管
5、路， 的水从主管向两支管流动，主管内水的流速为 ，C0 1sm06.支管 1 与支管 2 的水流量分别为 与 。支管为13h 13hkg。试求：（1）主管的内径；（2 ）支管 1 内水的流速。5.389(答：（1） ；（2） ).ds1.54习题 1-8 附图解： ，Auq21q，233m108.706.98/)( ；42d.4 ，11Auq423105.892.6/0。1smkg053.1-9已知水在管中流动。在截面 1 处的流速为 。管内径为 ，由于水的s.m0.2m压力产生水柱高为 ；在截面 2 处管内径为 。试计算在截面 1、2 处产生水柱高度1差 为多少？（忽略水由 1 到 2 处的
6、能量损失） （答： ）h .9习题 1-9 附图解： ，12212 sm.05du对截面 1 与截面 2 列伯努利方程：gPg，u2_11，h。m19.08.25121 gPgh51-10图示吸液装置中，吸入管尺寸为 ，管的下端位于水面下 ，m5.23m2并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为 。若截面 处的真空度为gu8-，由 截面至 截面的压头损失为 。求：（1）吸入管中水的流量，kPa2.391-2- 2;（2）吸入口 处的表压。 (答：（1 ） ；（2）1hm 13h2.95)0.4习题 1-10 附图解：以水面为基准面，在基准面与 截面间列伯努利方程：1-，fhuPgZuPgZ22
7、100, （表压） ， ， ， ，0m1Zguf281代入上式得：guP288.920116.1在 截面与 截面间列伯努利方程：-，212211 fhuPgZuPgZ， ， ， （表压） ， ，m1m3kPa.9guhf21代入上式得：402.98.521uP由与解得：，11s43.u；2udAqV1342 hm95.4360.105.34 由式可以解得：。Pa0.4161-11在图示装置中，出水管直径为 。当阀门全闭时，压力表读数m5.37为 ,而在阀门开启后，压力表读数降至 ，设总压头损失为 （水柱） ，30.4kPa20kPa0.5m求水的流量为若干 ? ( 答： )13hm 1h.8习
8、题 1-11 附图解：取水面为 截面，压力表处为 截面，以压力表管中心线为基准面。故01， 。0P1Z当阀门全关闭时： ，kPa4.31由流体静力学原理得：10g，m1.38904.0PZ当阀门打开后，在 截面与 截面间列伯努利方程：fhgugu221100式中 ， ， ，kPa3.水 柱5.0，1s.3。124udAqV132 hm8.2360471-12在水平管道中，水的流量为 ,已知管内径1-3sm0.5,及 。若忽略能量损失，问联接于该管收缩断面上的水管，cm5.c,21d1h可将水自容器内吸上高度 为多少？ （ 答： ）2.2习题 1-12 附图解： ，12321 sm7.05.14
9、dqAuV7，12212 sm08.5.7. du以管中心线为基准面，取 处为 面， 处为 面，在 面与 面1d-2d-1-2-间列伯努利方程：，guPZgPZ2211 又有 0，u2121。m234.018.970.5212 hgPh1-13求常压下 的空气以 的流速流经 长的水平通风管的能量损失，C350sm2管道截面为长方形，高 ，宽 。 （ ） （答： 气柱，5.d设 6.1这个答案与读图很有关系）解： ，24.0.324bade，5618.15.8Ru由 ，查图得 ，0.d。气 柱m1.68.924.0.2guelhf1-14如图所示，某一输油管路未装流量计，但在 A 与 B 点压力
10、表读数分别为, 。试估计管路中油之流量。已知管路尺寸为MPa47.1ApPa3.1Bp的无缝钢管，A 、B 两点间长度为 ，其间还有 6 个 弯头，油的密m89 009度为 ，黏度为 。 （答： ）320kg s2 13h7.6习题 1-14 附图解：取 A 点的水平面为基准面，在 A 与 B 间列伯努利方程：fBAhuPgZuPgZ22式中： ， ，0m15.08BABf PgZh，16kgJ98.382014.71.9，2udlhef代入得：2291.356081.49.3u，2u假设为层流，则：，ud7.08201.4Re63将代入中得：，1sm9.0u校核与假设相符，6.52029e3
11、。13hm.704.81.4AuqV1-15水从水塔用 有缝钢管引至车间的低位水槽中，水槽与水塔的液位差为 ，管路长度为 （包括管件的当量长度） 。水温为 ，试求此管路输水12m50C20量为若干 （设 ） 。 （答： ）13h2.d13.2解：由 查得： ，Ct sPa14取低位水槽水面为基准面，在低位水槽和水塔间列伯努利方程：fBBAA hugZuPgZ22式中： ， ，m1AAdlhfBA21.05ug，72，ud4106.84.9Re由 查图并用试差法求得：0， 1sm5.2u，.。13hm.72360.4AqV91-16在管径为 的管道中心装一皮托管，以测定管道中流过的空气流m832
12、5量，空气温度为 ，压力为 （绝压） ，用斜管压差计测量，其读数为C10Pa1047.5。斜管压差计的倾斜角度为 度。问这时空气质量流量为若干？ O20mH2 2（答： ）s.98kg解： ，.68sin0iR，35 mkg75.1231.974TP，0max2gu 1s7.204. ，55axa 18108.797Re d查图得： ，20maxu，1sm7.8. 。12 sk98.25394gAq1-17密度为 的液体，以 的流量流经一内径为 的管道，10kg 1 0.5m该液体的黏度为 ,若流过孔板的压力降不超过 ,问孔板的孔径为若干? sPa2. 4.5Pa(答： )30d解： CqV4
13、0式中： ， ，13sm9.13m kPa5.24kg1.05.2439.0320dC，652，2020104.dd查图并用试差法得： ， ，36.7.C故 ，m3.0验证：（在直线段） ，AdquVRe523103.6.0129.954所以得到： 。010第 2 章 流体输送2-1某离心泵以 水进行泵性能实验，体积流量为 ，泵出口压力表C150 13h540m读数为 ，泵入口真空表读数为 。若压力表和真空表测压截面间的垂直距离kPa35030kPa为 ，吸入管和压出管内径分别为 及 ，试求泵的扬程。 （ 答：m51）9.2解： ，1313sm.h4Vq，229.05Au，11 s6.3.Vg
14、uPghguHh 2211010 。m.398.569.8.915. 233 2-2在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一个高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出 ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为0m，管内径为 ，换热器的压头损失为 ，在上述条件下摩擦系数可取为40m75gu23，离心泵在转速 时的 特性曲线数据如下表所示。3. 1inr29nVqH1s/Vq0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008H26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5试求：（1）管路特性曲线；（2）泵
15、的工作点及其相应流量及压头。 （答：）13s.45m,V解：设管路特性曲线为 ，2VBqAH，228.910.3075.4uugudlZ 2075.4VVqu代入上式得： ，2542 13.075.1689VVqqH计算列表如下： 13sm/Vq0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.00810 10.5 12 14.5 18 22.6 28.1 34.6 42.2作泵的特性曲线和管路特性曲线图得：11由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。工作点： ， 。m20H13s045.Vq2-3某离心泵的额定流量为 ，扬程为 。试问此泵是否能
16、将密度为h688m、流量为 的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为 的设备中，3106kg 135 30kPa敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为 。已知管路的管径为 ，. m75管长为 （包括直管长度与所有管件的当量长度） ，摩擦系数为 。 （答：此24 泵合用）解： 12s5.36007514AquV 18.58.92.48.982 gudlPZH离心泵的送液能力和扬程都大于管路系统所要求的，故此泵合用。2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面比贮水池面高出 ，管道流量达到m,试选择管直径为多少？假定所选管道的磨檫系数 。经长期使用，13sm085. 0.输水管内壁锈蚀，其磨檫阻力系数增大至
17、。问此时水的流量减至若干？（答：0.3， ）2d13s069.vq解： ，222.85.4ddAuV因为水在管内的流速一般取 ，我们取 ，1sm 1s2u此时： ，选用 的热轧无缝钢管。3.01.973在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：fhuPgZuPgZ2211式中： ， ， ， ，m451102Zgudlf2，又gudl24dqAV12，221Vq1312 sm069.85.03. V2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面地面高出 45m，管道总长 4000m （包括直管长度和局部阻力当量长度） ，要求流量达到 。若使用新铸铁管，13s.其摩擦阻力系数 ，则铸铁内径需多大？经长期使用，
18、铸铁管内壁腐蚀，其摩擦阻0.力系数增大至 ，问此时水流量减至若干？3解：在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得： gudlgpZugpZ22211 因为 （表压） ，01 0,1所以 （1）gud24.45因为 所以085.V208.d代入式(1)得 所以 :16.dm54.当 时,代入式(1)得 0.3gu203.4干 167.smu 1369.7.1578.0sV2-5某工艺装置的部分流程如下图所示。已知各段管路均为 的无缝.5m钢管，AB 段和 BD 段的总长度（包括直管与局部阻力当量长度）均为 ，BC 段总长02度为 。管中流体密度为 ,管内流动状况均处于阻力平方区，且 ，2013kg80
19、 .02其它条件如图所示，试计算泵的流量和扬程。 （答： ， ）34.H13h8.6vq图 2-27 习题 2-5 附图解：以地面为基准面。13在 E 和 F 之间列伯努利方程得：FEfFFEhguPZguPZ22其中： ， ， ，REguFf2，guF2 1sm0.5.4389F即在 BD 段中流体的流速 ，1sm0.u在 B 与右侧贮液器之间列伯努利方程得：rBfrrBhgPZgPZ22在 B 与 C 之间列伯努利方程得：CBfCCBuu由得：BfrBfrr hgPZhgPZ 22其中： ， ， ， ，m4r a10.5rum5.14CZ， ，7609C guDrBf 20ghCrBf 2
20、58.9205.1.892.80761.94.18.0.2.8.9014 55 CCuu，13.6Cu 1sm3.C由分支管路特性知： DBudd22，1sm8.0.8Bu在 B 与左侧贮液器之间列伯努利方程得： HgPZhgPZllllBf 22其中： ， ， ， ，4l a10.5l luguhBlBf 205m.2guZBBm.3408.9148.9305 52H泵的流量 1322 h60BVudAq14第 3 章 沉降过滤3-1、试求直径 ，密度为 的球形石英粒子，在 水中及在m703650kg2 C20空气中的沉降速度。 （答： ， ）C20 1s8.41sm97.解：在 水中的沉降
21、速度先假定此沉降属层流区，可按斯托克斯定律求 ，tu查表得 水的 ， ，203kg2.9Pa04.31336 s08.10.892851718 dust复核： 与假定相符；7.4.9Re ttu在 空气中的沉降速度C20先假定此沉降属层流区，按按斯托克斯定律求 ，tu查表得 空气的 ， ，3mkg205.1sPa108.51562 m3982718 gdust复核： 与假定不符，.10.9Re ttu再设该沉降属于过渡区，按艾伦定律求 ，tu6.0e27.0tst gdu6.0682125.1.9. 0973sms复核： 属于过渡区，与假定相4.8.5.Re6ttdu符。3-2、有一玉米淀粉水
22、悬浮液，温度 ，淀粉颗粒平均直径为 ，淀粉颗粒吸C20m15水后的密度为 ，试求颗粒的沉降速度。 （答： ）3kg102 16s0.2tu解：先假定此沉降属层流区，按按斯托克斯定律求 ，t已知： ， ，md6105310kgs查表得 20的水的 ， ，32.98kgsPa4. 16362 0.210.89)()(18 must检验 值：etR151096.3105.28621 536tetduR计算结果表明，与假设相符，故算得的 正确。.smut3-3、密度为 的球形石英微粒在 空气中自由沉降，计算服从斯托克3mkg2650 C20斯公式的最大微粒直径及服从牛顿公式的最小微粒直径。 （答： ，
23、 ）3.5710解：层流区 的上限值： ，Re1etctd182gduscct 查表得 空气的 ， ，C03mk05. sPa08.532gspm57.31073.58920.15.26083 湍流区 的下限值： ，Reetctudgduscct 74.132620sp m510510.8.92.152674.133 26 3-4、气流中悬浮某种球形微粒，其中最小微粒为 10 ，沉降处于斯托克斯定律区。今用一多层隔板降尘室以分离此气体悬浮物。已知降尘室长度 ，宽度 ，共 层，21每层高 ，气体密度为 ，粘度 ，微粒密度为 。10m3mkg. cp2.3kg4试问：（1）为保证最小微粒的完全沉降
24、，可允许的最大气流速度为多少？（2）此降沉室最多每小时能处理多少 气体？（答： ， ）31s13h780解： 1262 sm09.4018 dust水平流速 ；1s.1Hlt 。 13h78036025tVAq3-5、一除尘室用以除去炉气中的硫铁矿尘粒。矿尘最小粒径 ，密度为。除尘室内长 ，宽 ，高 。室内温度为 ，在此温度下3m0kg44m4.2C2740炉气的黏度为 ，密度为 。若每小时需处理炉气 标准 ，sPa10.5 3kg 63m试计算除尘室隔板间的距离及除尘室的层数。 （答： ， ）08.516解： ，13sm54.273601Vq水平流速 ，20.81bHuV假定此沉降属层流区，
25、按按斯托克斯定律求 ，tu，135262 sm0.414.389.1 gdst每层间距 ，00.14luht层数 ，58.2Hn复核： 与假定相符。108.4104.35436 tetdR3-6、用一个截面为矩形的沟槽，从炼油厂的废水中分离所含的油滴。拟回收直径为以上的油滴。槽的宽度为 ，深度为 。在出口端，除油后的水可不断从m205m.下部排出，而汇聚成层的油则从顶部移去。油的密度为 ，水温为 。若每3m7kgC20分钟处理废水 ，求所需槽的长度 。 （答： ）3 L6.2解：假定此沉降属层流区，按按斯托克斯定律求 ，tu查表得 20的水的 ， ，32.98kgsPa3104.13362 s
26、079.20.18.9718 dust负号代表油滴向上运动，复核： 与假定相符，5.4.236 tetuR油滴从槽底升至表面所需的时间 ，s2871079.t故废水在槽中通过的时间应大于 ，即：s28废水在槽内通过的时间 .546/0Ltm6.2L3-7、过滤含 （质量）固相的水悬浮液，得到 滤液。滤渣内含有 水分。0%315m30%求所得干滤渣的量。 （答： ）kg2解：设悬浮液量 ，湿滤渣量 ，干滤渣量1G0.23G52130.0.23由上面两式可得： ， ， 。kg1kg62 kg433-8、用一台 型板框压滤机过滤某悬浮液，悬浮液中固相质量分率为-BMS/8，固相密度为 ，液相为水。每
27、一 滤饼中含 水，其余全为固0.1393m 3m50相。已知操作条件下的过滤常数 ， 。滤125s07.K23m1.eq框尺寸为 ，共 个框。试求：（1 ）过滤到滤框内全部充满滤渣所需的时间25817及所得滤液体积；（2）过滤完毕用 清水洗涤滤饼，求洗涤时间。洗水温度及表压30.8m与滤浆的相同。 （答： ， ， ）in4. in.6解：滤框尺寸： ，共 个框，2518框内实际总容积为 ，36滤饼体积等于全部滤框内的实际总容积即 ，315.0滤饼中含水量 ，体积为 ，kg.70.m7滤饼中固相体积 ，51滤饼中固相质量 ，984.3.6悬浮液的质量 ，16/7滤液的质量 kg.29.48滤液的
28、体积 ，30V过滤面积 ，29.48.1mA单位面积的滤液量 ，278/3q由 eeKq2式中： ， ，125s07. 23105.eqKqe2（过滤时间）4ins清洗时间 。6.28mins9.472.88853KAVqwew第 4 章 传热4-1、燃烧炉的平壁由下列三种材料构成: 耐火砖的热导率为 ,KmW05.11厚度 ；绝热砖的热导率为 ；普通砖的热导率为m230b15.0。若耐火砖内侧温度为 , 耐火砖与绝热砖接触面最高温度1KW9.0 C为 ,绝热砖与普通砖间的最高温度不超过 (假设每两种砖之间接触良好界面C4 3上的温度相等) 。试求：（1）绝热砖的厚度。绝热砖的尺寸为：; (2
29、) 普通砖外测的温度。普通砖的尺寸为：65。( 答： ； )2401m460.2b6.4t解：第一层： 12tAQ第二层： 23bt31tt10945.09423.052b18m46.02b因为绝热砖尺寸厚度为 ，故绝热砖层厚度 取 ，2302bm460.校核：3946.15913.05t；C.t 4321tb。6.4t4-2、某工厂用 的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在m570管外包两层绝热材料：第一层为厚 的矿渣棉，其热导率为 ;第二1Km0.65W层为厚 的石棉灰，其热导率为 。管内壁温度为 ，保温层m30 1K0.2W C30外表面温度为 。管道长 。试求该管道的散热量。无
30、缝钢管热导率为C40（答： ）1K5W k14Q解：已知： ，1干.65 1干.查表得： m倍3423124lnllnddt其中： ，067，.1.3lnl23d2.0.934，1mW841.365.0. lQ。k2.042284-3、冷却水在 ，长为 的钢管中以 的流速通过。水温由m19 1s升至 。求管壁对水的对流传热系数。 (答： )K 12K460解：设为湍流水的定性温度 ，K2938t查表得： ，1CkgJ13.4pc，W590，sPa.，3m28， ，2l17.d，50019与假设相符，46109.104.287Re du，.75.3Pr 3pc408.Pre02.d。124.08
31、.0 KmW6169.17.3 4-4、空气以 的流速通过一 的钢管，管长 。空气入s4m 7530口温度为 ，出口为 。试计算空气与管壁间的对流传热系数。如空气流速增加一C200倍。其它条件不变，对流传热系数又为多少？（答： ，128.）1KW7.31解：设为湍流空气的定性温度 ，C502683t查表得： ，1kgJ0.1pc，KmW，sPa96.5，3， ，m20l 687.2.d，048.与假设相符，4510.13.9.6Re u，698.08.21Pr 25pc40Pre.d，124.08.042 KmW31869157.6.3. 当 时u。128.08.04.08. 72PreR0.
32、 d。14.31952976.31 4-5、有一套管式换热器，外管尺寸为 ，内管为m8的钢管，冷水在管内以 的流速流动。水进口温度为 ，出m5.2 1s0. C20口为 。试求管壁对水的对流传热系数。 （答： ）C40 12K64W解：设为湍流水的定性温度 ，C324t查表得： ，1kgJ17.pc，KW68020，sPa105.86，3mkg79与假设不符，为过度流，4610752Re du，.18.04Pr 63pc8.Pre02.d倍，124.0.0 KmW7537456.3 ，98.1Re18.08.0f。126. 倍倍4-6、现测定套管式换热器的总传热系数，数据如下：甲苯在内管中流动
33、，质量流量为，进口温度为 ，出口温度为 ；水在环隙中流动，进口温度为1h50kg C0C50，出口为 。逆流流动。冷却面积为 。问所测得得总传热系数为若干？ C30 2m.（答： ）12Km7W解：甲苯的定性温度 ，628t查表得： ，1kgJ.pc，kW3.7850.305321 tGQ，C821Tt， ，3505.42mt。13K7.2108tAK4-7、在一套管式换热器中，内管为 的钢管，内管中热水被冷却，m08热水流量为 ，进口温度为 ，出口为 。环隙中冷却水进口温度为1h30kg C906，出口温度为 ，总传热系数 。试求：C2050 12W（1）冷却水用量； （2）并流流动时的平均
34、温度差及所需的管子长度；（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。（答：（1） ；（ 2） ， ；（3） ， ）1hkg3.6.4C0.62解： ，1CJ86.4pc221TcGtQp；12 hkg050.93G ，71Tt，C16221，C6.3017ln5mt，23m71.6.02918.4mtKQA；.6.0137dL ，C45921Tt， ，4002mt，23m31.466918.3tKQA014dL4-8、一套管式换热器内流体的对流传热系数 ，管外流体的对121KW0流传热系数 。已知两种流体均在湍流情况下进行换热。试回答下列122mW35问题：（1）假设管内流体流动增加一倍；
35、（2）假设管外流体流速增加二倍。 其它条件不变，试问总传热系数是原来的多少倍？管壁热阻及污垢热阻可不计。（答：（1） 倍 ；（2 ） 倍 ）37.7.解： ，11K0122Km350；2K管内流速增加一倍，即 1u，因为是湍流情况下的换热，故：，74.8.0.1u，12KmW32.74. ，21 5.108K；倍.75管外流速增加一倍，即 ，23u因为是湍流情况下的换热，故：，408.802u，12KmW.3514. ，21 6.K22。倍27.16K4-9、有一套管式换热器，内管为 ，外管为 的钢管。m254m416内管中苯被加热，苯进口温度为 ，出口为 。流量为 。套管中为C0801h0k
36、g的饱和水蒸气冷凝，冷凝的对流传热系数为 。已知管内kPa1.96p 2KW壁的垢阻为 ，管壁及管外侧热阻均可不计。苯的密度为 。12WK04m 38试求：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理所需套管的有效长度。(答：（1 ） ；（2） ；（3） ) 1h0kg 129850.6解：苯的定性温度 ，C658t查表得： ，1J.1pc，Km40，sPa39.3，kg8下：a1.6p饱和水蒸气的饱和温度 ，汽化热 ；C6.1st 1kgJ205r 2cGrQp倍倍；11 h8.40t倍设为湍流，12sm645.5.36Aqum与假设相符，30.7109.84Re
37、d，5.Prpc408.Pre023.d；124.08. KmW951.7 ，C6951Tt，.3.2， ，6.396.542.mt12211 K68410.0.98 dRK，23m6.546.40mtQA23m6.105.dAL4-10、空气在预热器内从 加热至 ， 的饱和蒸汽在管外冷凝，若保C208C016持空气进出口温度不变，而将预热器内的空气流量增加 ，而预热器不更换。试通过定%2量计算来说明采用什么措施来完成新的生产任务？假定空气在管内做湍流流动，且总传热系数 约等于空气一侧的对流传热系数。 （答：管径缩小为原来管径的 倍；管长增K 95.0加为原来管长的 倍；将加热蒸气的温度升为
38、）037.1.解： 故 ，Wc2QtcQp1)(2根据 ，且 ，mtS.1故可从以下三方面着手提高生产能力：增大 值，即提高 值，物性不变：空，而2.08duK空 2dVs可减小 ，,8.1Vs而 ， 不变LSmt，2.18.0.1. dtKQs而 ， ，2.1sV2.08.0.sV，95.0d即管径缩小为原来管径的 倍；95.0增大 ：S由 ，故 ，因管径 不变， 也不变，Ldmt且 ，8.0sVK，2.18.0LSQs而 ， ，2.1sV037.128.0sV即管长增加为原来管长的 倍；371提高 ：mt由于 ， 不变，故只能升高加热蒸气的温度 ，此时 不改变，12 TS，8.08.0sV
39、K，mtQ24，C2.6180162ln)()( mt，20mt，47.32. mt即 ，C680ln)()(T，945.2l，1即将加热蒸气的温度升为 。1.4-11、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油，温度为 的饱和蒸汽在壳程冷C061凝，原料油在管程流动并由 加热到 。操作温度下油的密度为 ，C02063mkg92油在管中的平均流速为 ，换热器热负荷为 。列管换热器共有 根1sm75. kW255的管子，管长为 。若已知蒸汽冷凝系数为 ，油侧污垢2194 1K7热阻为 ，管壁和蒸汽侧污垢热阻可忽略。试求管内油侧对流传热系数2WK0.为多少？若油侧流速增加一倍，此时总传热系数为原来的 倍
40、，试求油的出口温度，设.1油的物性常数不变。（答： ）Ct5.9 ,36212解： ，060lnmt基于管内表面总传热系数：，123 KmW950415.25 mitSQK由 01dRsiiii 即 19.75.295i；12KmW360i由原热负荷： ，502.)06(cpQ得: ,1345.1cp现热负荷：，)20(9)20(.2)0(232 tttWQcp25又传热速率方程：2160ln4015.32597.1 ttAKQmi ，2160ln243t，22 0l16)(90tt 。C5.2t第 5 章 蒸发5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为 ，浓度由 15%（质量）kg3
41、0浓缩到 70%（质量） 。试求每小时蒸发水量和完成液量。 （答：， ）1hkg23571h43kg6解：蒸发水量 ；10 h257)0.1(3)( xFW完成液量 。kg642575-2、固体 NaOH 的比热容为 ，试分别估算 NaOH 水溶液浓度为 10%和1KJ.125%时的比热。 （答： ， ）kg7. 1.J解： 浓度的 溶液：%10NaOH；kg7.3)0(8.4)( xcw 浓度的 溶液：25。1KkgJ47.325.0125.1. 倍5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理 NaOH 水溶液，溶液浓度由 15%（质量）浓缩到 25%（质量） 。加热蒸汽压力为 （绝压） ，冷凝温度
42、下排出。分别按9kPa320 加料和沸点加料（溶液的沸点为 113） 。求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。假设蒸发器的热损失可以忽略不计。 （答：、 ， 、 ）1hkg6045.1h0.9kg806.解：蒸发水量 ，11 hkg80)25.()( xFW时蒸气的潜热 ，92Pa31J3r溶液的比热 ，NOH 1KJ56.3).(.4)( cw原料于 加入 二次蒸气的焓C0 1kgJ701hkg02132.26856.)82( D26；45.1806WD沸点加料1hkg9.850213136.20678.3)2( 。06.89.55-4、传热面积为 52m2 的蒸发器，在常压下每小
43、时蒸发 2500kg 浓度为 7%（质量）的某种水溶液。原料液的温度为 95，常压下的沸点为 103。完成液的浓度为 45%（质量） 。加热蒸汽表压力为 。热损失为 110000W。试估算蒸发器的总传热系数。 （答：kPa1）2KmW936解：查得 时水蒸气饱和温度为 ，9C9.132时水蒸气的潜热为 ，at kgJ58，110 h)4.07(2)( xF，KJ93. cw由传热方程及热量衡算式得：倍QWttKAr)()(0112102583601)95(1894.36259.35 33 解得： 。1Km5-5、已知 25%（质量）的 NaCl 水溶液在 压力下的沸点为 107，在kPa.0绝对压力下的沸点为 65.8。试利用杜林规则计算此溶液在 绝对压力下的9.6kPa1 9kPa4沸点。 （答： ）C48.7解：由 ，常压下水的沸点为 ，tWAC1查表得： 下水的沸点为 ，9.6kPa17.59下水的沸点为 ，480，2
