化工基础 计算题

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1、六、计算题1．苯(ρ＝880kg.m-3，µ＝0.65cp)，流经内径为50的管道。为保持层流,最高流速可以是多少?如果保持湍流,则最低流速可以是多少?2.恒位水槽水面距出水管净垂直距离6.0m,出水管为内径d=68mm的钢管,流动过程的压头损失为5.7mH2O,已知g=10m/s2,试求每小时可输送的水量(位位为m3.h-1)。3.如图所示:液体从高位槽流下,槽内液面保持稳定,管的出口和槽内液面均为大气压强。当液体在管内流速为1ｍ·S－1,总损失压头为3ｍ液柱时,求槽内液面离管出口的高度。(g取10ｍ·S－2)4.高位水槽内的水

2、面高于地面8M，水从￠108×4mm的管道中流出，管路出口高出地面2M。在本题特定条件下，水流经系统的压头损失为5.6m水柱，试计算：①A—Aˊ截面处水的流速;②水的流量，以M3／h计。5.有一垂直管道，内径由￠300减缩至￠200，水由下而上在管中流动。测得水在粗管口和细管口的静压强分别为P1＝150KPa和P2＝100KPa（如左图所示），两测压点间垂直距离为4.5ｍ。若此距离间的摩擦阻力可以忽略，试求水的流量。(g取10M.S-2)6.若炉灶的内壁由厚24㎝的耐火砖(入＝0.9W·ｍ-1·K-1),12㎝的绝热砖(入＝0.2

3、0W·ｍ-1·K-1)和24㎝的建筑砖(入＝0.63W·ｍ-1·K-1)砌成。传热稳定后,耐火砖的内壁温度为940℃,普通砖的外壁温度为50℃。试求每秒钟每平方米壁面因热传导传热损失的热量,并求各砖层交界面的温度。7.用常压塔底重油预热原油,重油的初始温度为350℃,最终温度为220℃,原油的初始温度为100℃,最终温度为180℃,试比较并流和逆流时的传热面积之比(设传热系数K不变)。8.有一加热用的换热器,用烟道气预热空气。已知空气进、出口温度分别为40℃和170℃,烟道气进、出口温度分别为365℃和180℃。求逆流和并流操作换

4、热时的平均温度差。9.测定某氨合成塔下部列管换热器的传热系数。数据如下:反应后气体走管内，流量为2kg.s-1，进、出口温度分别为485℃和185℃。平均比热Cp＝3000J.-1.K-1。原料气主线走管外,流量为1.5kg.s-1,进口温度为50℃,平均比热Cp＝3200J.kg-1.K-1,已知该换热器面积为30m2,两流体逆流换热,计算其传热系数K。10.为减少一加热器的热量损失，在其外壁包一层绝热材料，其厚度为250mm，导热系数为0.163W·M-1·K-1,绝热材料外缘温度为30℃,从保温层外表面插入一温度计，测温点深

5、入绝热材料50mm,测得其温度为70℃,试计算加热器外壁温度和单位时间每m2保温层向外散失的热量。11.在连续精馏塔中分离由CS2和CCI4所组成的混合液。已知原料液流量为4000kg/h,组成为0.3(二硫化碳的质量分率，下同）。若要求釜液组成不大于0.05,馏出液回收率为88%。试求馏出液的流量D和组成Xd。12.理论板和塔釜组成的精馏塔,每小时向塔釜加入苯—甲苯混合液100Kmol,苯含量为50％(摩尔分数),要求塔顶流出液中苯含量80％(摩尔分数),塔顶采用全凝器，回流比为3,相对挥发度为2.5,求每小时获得的塔顶出液量D

6、和塔釜残液中苯含量。已知塔板流下的液体X1=0.615(摩尔分数)13.有一精馏塔,分离甲醇—水,泡点进料,已知14.常压下苯—甲苯体系的平均相对挥发度为2.45。进料(苯)=0.40，馏出液＝0.95。馏残液中＝0.22。试求泡点液体进料时的最小回流比。15.在间歇操作反应釜中,完成的化学反应，该反应为二级反应，在给定的条件下，k=0.118，A的初始浓度，每天A的处理量为2400Kg，A的转化率为80%，每批操作的辅助时间为1h，装料系数为0.75，求反应器的体积。已知A物质的相对分子质量Mr=146。16.某一级反应，A→B

7、+C,在给定的反应温度下，k=0.08min-1。A的日处理量为180m3,若要求最终转化率为90％，计算间歇釜式反应器的有效体积。（每批物料辅助时间为20min）。17.某化学反应Ａ→Ｂ，其动力学方程已知：ｋ＝0.6min,＝4kmol.m-3，日处理物料量为72m3,如要求Ａ的转化率＝0.95,试计算用PFR来完成反应任务所需要的有效容积。18.在单釜全混流反应器内进行A＋B→R的液相反应,其动力学方程为:（-rA）＝kCACB＝KCA2。反应在75℃下进行,k＝0.922M3.Kmol-1.S-1,,原料的进料速度为,反应物

8、的浓度为,求转化率为80％时,单釜全混流反应器的有效体积。