氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离，在精馏塔某一理论板n处，进入...

问答题 氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离，在精馏塔某一理论板n处，进入该塔板的气相组成为0.91（摩尔分率，下同），从该塔板流出的液相组成为0.89，物系的相对挥发度为1.6，精馏段内的液气比为2/3（摩尔比），试求：
（1）从第n板上升的蒸汽组成？
（2）流入第n板的液相组成？
（3）若为泡点回流，求回流比并写出精馏段操作线方程？

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1.问答题在连续精馏塔中分离苯和甲苯二元混合溶液，原料液流量为5000kg/h，组成为含苯0.3（质量分率，下同），塔顶馏出液中苯的回收率为88%，要求塔釜含苯不高于0.05，求馏出液及釜残液的摩尔流量及摩尔组成。（苯的相对分子量为78，甲苯92）

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2.问答题 试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。

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3.问答题有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？

参考答案：恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。
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4.问答题连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D和W，则精馏段液气比总是小于1，提馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？

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5.问答题 在一台新套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动，以冷凝环隙间的某饱和蒸汽。当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200W/m²K和1700W/m²K。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m•K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：
（1）当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？
（2）管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？
（3）若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。

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6.问答题 有一逆流套管换热器，由φ57×3.5mm与φ89×4.5mm钢管组成。甲醇在管内流动，流量为5000kg/h，由60℃冷却到30℃，甲醇侧的对流传热系数为1512W/m²·℃，冷却水在环隙流过，入口温度20℃，出口温度35℃，忽略热损失、管壁及污垢热阻，且已知甲醇平均比热为2.6kJ/kg·℃，定性温度下水的黏度为0.84cp，导热系数为0.61W/m²·℃，比热为4.174kJ/kg·℃，密度为1000Kg/m³，冷水在环隙中流动的对流传热系数可由下式计算：

1.冷却水用量是多少？
2.总传热系数K是多少？
3.所需套管长度是多少？

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7.问答题 在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程，流量为1.25kg/s，由80°C被冷却至30°C。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温度为20°C，出口温度为50°C。已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为850W/（m²K）、1700W/（m²K）；苯的平均比热为1.9kJ/（kg.K）。若列管为φ25×2.5mm的钢管，长3米，其导热系数为45W/（m²K），并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求：
（1）传热速率为多少？
（3）总传热系数K为多少？
（2）所需换热器的列管数为多少？

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8.问答题 现有一列管式换热器，内有φ25×2.5mm钢管300根，管的有效长度为2m，要求将8000Kg/h空气于管程内由20℃加热到85℃，采用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热，冷凝热在饱和温度下排出，蒸汽冷凝传热系数1×10⁴w/（m²·℃），空气对流传热系数为90w/（m²·℃），管壁及两侧污垢热阻可忽略，不计热损失，空气在平均温度下比热为1KJ/（Kg·℃）。
1.求基于管外表面的总传热系数K₀。
2.核算该换热器是否满足要求。
3.用一段时间后管内产生了污垢，使空气出口温度变为50℃，求此时管内污垢热阻。

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9.问答题某车间有一台运转中的单程列管换热器，热空气走管程，由120°C降至80°C，其对流传热系数α₁=50W/m²°C。壳程的水被加热，水进口温度为15°C，出口升至90°C，其对流传热系数α₂=2000W/m²°C。管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计，换热器系逆流操作，水的流量为2700kg/h，平均比热为4.18kJ/kgK，试计算换热器的传热面积。

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10.问答题 用一传热面积为3m²（以外表面积为准），由252.5mm管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热容分别为4.18kJ/（kgK）和2.0kJ/（kgK），水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/（m²K）和250W/（m²K），两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁及污垢热阻：
（1）试计算说明该换热器是否合用？
（2）夏天，水的初温达到30℃时，该换热器是否合用？（假设K不改变），如不合用，如何解决？

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