在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液，将原料由25℃预热...

问答题在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液，将原料由25℃预热到180℃；而高温流体经过换热，由300℃降至200℃。试计算采用逆流操作与并流操作时的平均温度差，并进行比较。

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1.问答题用134.2℃的饱和水蒸气加热φ48mm×3mm钢管内的某溶剂，由20℃加热到75℃，溶剂的体积流量为6m³·h^-1，密度为1080kg·m^-3，比定压热容为2.9kJ·Kg^-1·K^-1，求单位时间（每秒钟）消耗的蒸汽的量。

参考答案：

2.问答题反应釜的釜壁为钢板，厚5mm（λ=50W·m^-1·K^-1），黏附在内壁的污垢厚0.5mm（λ=50W·m^-1·K^-1）。反应釜附有夹套，用饱和水蒸气加热。釜体钢板外表面（与蒸汽接触）为150℃，内壁面130℃。试求单位时间每平方米面积所传导的热量。并与没有污垢层和釜体为不锈钢（有污垢）、铜（有污垢）的情况进行比较（设壁面温度不变）。（其中不锈钢=14W·m^-1·K^-1；铜=400W·m^-1·K^-1）

参考答案：

3.问答题在φ100mm×5mm的钢管中有134℃的饱和水蒸气流动，若管外包有30mm厚玻璃棉，其导热系数为0.05W·m^-1·K^-1，当外界气温为15℃时，若空气对保温层的给热系数为8W·m^-1·K^-1，忽略钢管内饱和水蒸气对钢管的给热系数和钢管壁很小的热阻，试求保温层外壁温度。

参考答案：

4.问答题有φ=60mm×3mm的常压蒸气管（钢管），其导热系数为50W·m^-1·K^-1，外包40mm厚的石绵泥，其导热系数为0.12W·m^-1·K^-1。蒸气管内壁为110℃，石棉泥外壁为20℃。试求每秒钟每米管路散失的热量。

参考答案：

5.问答题为减少热损失，设备外壁包一层厚度为200mm均匀保温材料，导热系数为0.163W·m^-1·K^-1，保温材料外缘温度为30℃，为测量设备壁面温度，将温度计从外面插入保温层50mm，测得其温度为75℃，试计算设备外壁温度和单位时间每平方米保温层向外散失的热量。

参考答案：

6.问答题有一厚度为480mm的普通砖墙，高温侧为200℃，在此温度下的导热系数为0.614W·m^-1·K^-1；低温侧为30℃，在此温度时的导热系数为0.52W·m^-1·K^-1。试求单位时间通过单位传热面积（lm²）的热量为多少。

参考答案：

7.问答题采用传热面积为4.48m²的换热器进行溶剂苯和某水溶液间的逆流换热，苯的流量为3600kg·h^-1，比定压热容为1.88kJ·Kg^-1·K^-1，由80℃冷却到50℃，水溶液由20℃加热到30℃，忽略热损失，求总传热系数K。

参考答案：

8.问答题用100℃的水蒸气加热φ38mm×2.5mm钢管内的盐溶液，盐溶液的流量为500kg·h^-1，比定压热容为2093.5J·kg^-1·K^-1，由20℃加热到50℃，α_盐=930W·m^-2·K^-1，α_蒸汽=5815w·m^-2·K^-1，钢管的λ=46.52w·m^-1·K^-1，求加热钢管多少米（以管外表面计算）。设忽略热损失，可按平面壁考虑。

参考答案：

9.问答题某离心泵以20℃的水进行性能测试，测得体积流量为720m³·h^-1，泵出口压力表读数为0.4MPa（表压），泵入口处真空表读数为210mmHg，压力表和真空表之间的垂直距离为410mm，吸入管和压出管内径分别为350mm和300mm。试求此泵产生的压头。

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10.问答题常压下，用泵将敞口容器中的油品以36m³·h^-1的流量输送到敞口高位槽中，管出口在高位槽液面下，两槽的液面差为25m，输送管为φ76mm×3mm，直管长度为100m，各种管件的当量长度为150m，摩擦粗力系数λ为0.023，泵的效率为60%，求泵的实际功率。（油品的密度为960kg·m^-3）

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