各级排出的萃取相和萃余相的量和组成

问答题

在三级错流萃取装置中，以纯异丙醚为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸水溶液中提取醋酸。已知原料液的处理量为2000kg，每级的异丙醚用量为800kg，操作温度为20℃，试求
20℃时醋酸（A）–水（B）–异丙醚（S）的平衡数据如下：
附表20℃时醋酸（A）–水（B）–异丙醚（S）的平衡数据（质量分数）

各级排出的萃取相和萃余相的量和组成

参考答案： 由平衡数据在直角三角形坐标图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，如附图所示。
由原料组成x_F=0...

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1.问答题在一套管换热器中，用冷却水将4500kg/h的苯由80℃冷却至35℃，冷却水在Φ25mm×2.5mm的内管中流动，其进、出口温度分别为17℃和37℃。已知水和苯的对流传热系数分别为850W/（m²·℃）和1700W/（m²·℃），试求所需的管长和冷却水的消耗量。

参考答案：

2.问答题两平行的大平板，在空气中相距10mm，一平板的黑度为0.1，温度为400K；另一平板的黑度为0.05，温度为300K。若将第一板加涂层，使其黑度为0.025，试计算由此引起的传热通量改变的百分数。假设两板间对流传热可以忽略。

参考答案：

3.问答题温度为90℃的甲苯以1500kg/h的流量流过直径为Φ57mm×3.5mm，弯曲半径为0.6m的蛇管换热器而被冷却至30℃，试求甲苯对蛇管的对流传热系数。

参考答案：

4.问答题某生产过程中需用冷却水将油从105℃冷却至70℃。已知油的流量为6000kg/h，水的初温为22℃，流量为2000kg/h。现有一传热面积为10m²的套管式换热器，问在下列两种流动型式下，换热器能否满足要求：（1）两流体呈逆流流动；（2）两流体呈并流流动。设换热器的总传热系数在两种情况下相同，为300W/（m²·℃）；油的平均比热容为1.9kJ/（kg·℃），水的平均比热容为4.17kJ/（kg·℃）。热损失可忽略。

参考答案：

5.问答题用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02m²，厚度为0.02m，实验测得电流表读数为0.5A，伏特表读数为100V，两侧表面温度分别为200℃和50℃，试求该材料的导热系数。

参考答案：

传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即

6.问答题 拟设计一“标准”构形的搅拌设备搅拌某种均相混合液，槽内径为2.4m，混合液密度ρ=1260kg/m³，黏度μ=1.2Pa·s。为了取得最佳搅拌效果，进行三次几何相似系统中的放大试验。实验数据如本例附表1所示。
试根据实验数据判断放大准则，并计算生产设备的叶轮转速及搅拌功率。
附表1试验模型的结构参数与操作参数

参考答案：（1）判断放大基准
根据试验数据计算各放大基准的相对值列于本题附表2
附表2各放大基准的相对值

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7.问答题在直径D=1.8m的“标准搅拌槽”内搅拌假塑性流体。叶轮转速n=2r/s；液体密度ρ=1070kg/m³，操作条件下液体的表观黏度可用下式计算，即μ_a=K（kn）^{m^-1}式中K—稠度指数，Pa·s^m，对该流体，K=50.6Pa·s^m；k—系数，量纲为一，本例取为13；m—流性指数，量纲为一，本例取m=0.5；n—叶轮转速，r/s。试求搅拌功率。

参考答案：

8.问答题用一小型压滤机对某悬浮液进行过滤试验，操作真空度为400mmHg。测得，K=4×10^-5，qe=7×10^-3m³/m²，υ=0.2。现用一台GP5-1.75型转筒真空过滤机在相同压力差下进行生产（过滤机的转鼓直径为1.75m，长度为0.9m，浸没角度为120º），转速为1r/min。已知滤饼不可压缩。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。

参考答案：

9.问答题在67×10³Pa压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验，测得过滤常数K=5×10^-5m²/s，qe=0.01m³/m²，滤饼体积与滤液体积之比υ=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机在134×10³Pa压力下过滤上述悬浮液。试求若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求过滤机的生产能力（m³滤液/h）。

参考答案：

生产能力

10.问答题在67×10³Pa压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验，测得过滤常数K=5×10^-5m²/s，qe=0.01m³/m²，滤饼体积与滤液体积之比υ=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机在134×10³Pa压力下过滤上述悬浮液。试求过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水洗涤滤饼，求洗涤时间

参考答案：

洗涤