试求塔顶产品量D和塔底产品量W。

问答题

用板式精馏塔在常压下分离苯—甲苯溶液，塔顶设全凝器，塔釜间接加热，苯对甲苯的平均相对挥发度为α=2.47。进料为150kmol/h、含苯0.4（摩尔分数，下同）的饱和蒸汽。要求塔顶馏出液组成x_D=0.97，塔釜残液组成x_W=0.02。所用回流比为最小回流比的1.5倍。

试求塔顶产品量D和塔底产品量W。

参考答案：

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1.问答题 在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在φ54×2mm的钢管内流动。120℃的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h。苯和水蒸汽的的对流给热系数分别为500W/m²·K和10000W/m²·K，管内壁的污垢热阻为0.0004m²·K/W，忽略管壁热阻、管外壁的污垢热阻及热损失。已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kg·K，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg。
试求套管的长度。

参考答案：

2.问答题 在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在φ54×2mm的钢管内流动。120℃的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h。苯和水蒸汽的的对流给热系数分别为500W/m²·K和10000W/m²·K，管内壁的污垢热阻为0.0004m²·K/W，忽略管壁热阻、管外壁的污垢热阻及热损失。已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kg·K，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg。
试求饱和水蒸汽的消耗量。

参考答案：

3.问答题 图示输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径φ70×3mm，管长l_AB=25m，压出管直径φ60×3mm，管长l_CD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数λ均为0.025，ΔZ=11m，离心泵特性曲线为He=30-6×10⁵qV²，式中H_e：m；q_V：m³/s。

旱季江面下降2m，与原流量相比，此时流量下降百分之几？

参考答案：

4.问答题 图示输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径φ70×3mm，管长l_AB=25m，压出管直径φ60×3mm，管长l_CD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数λ均为0.025，ΔZ=11m，离心泵特性曲线为He=30-6×10⁵qV²，式中H_e：m；q_V：m³/s。

试求管路流量为多少m³/h?

参考答案：

5.填空题流体以一定的质量流量在水平直管内作层流流动时，Re值随管径增加而（），随流体密度增加而（）；压降随管子相对粗糙度增加而（）。（增大、减小、不变、不确定）

参考答案：降低；不变；不变

6.填空题湍流与层流的根本*区别在于（）。在圆形直管内，如Re=1600，则λ=（），管内的平均流速是管中心流速的（）倍。

参考答案：流体质点是否存在着脉动性；0.04；0.5

7.填空题对于气体，温度升高，粘度（）；对于液体，温度降低，粘度（）。水在管道中的常用流速范围是（）m/s；低压气体在管道中的常用流速范围是（）m/s。

参考答案：增大；增大；1~3；8~15

8.问答题 今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理量为1000m³/h（标准状态），原料气中含甲醇100g/m³，吸收后水溶液中含甲醇量等于进料气体相平衡时的浓度的67%。设在标准状态下操作，要求甲醇的回收率为98%，吸收平衡线可取为Y=1.15X , K=0.5kmol/(m².h),塔内单位体积填料的有效气体传质面积为190m²/m³，取塔内的气体空塔速度为0.5m/s。
试求：
1）水用量；
2）塔经；
3）填料层高度。（附：甲醇分子量32）

参考答案：

9.问答题在填料高度为5m的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气液逆流接触，液气比为1.5。操作条件下平衡关系Y=1.2X.溶质的回收率为90%，若保持气液两相流量不变，欲将回收率提高到98%，问填料层高度增加多少米？设其K值不变

参考答案：

10.问答题 用清水吸收氨一空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度Y₁=0.01,吸收率90%，气~液平衡关系Y=0.8X 试求：
(1)溶液最大出口浓度；
(2)最小液气比；
(3)取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时，传质单元数为多少？
(4)传质单元高度为0.5m时，填料层高几米？

参考答案：