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1传热复习要点•传热速率q：单位时间通过整个换热面积传过的热量。J/s（稳态过程为定值）•传热速率q：单位时间通过单位换热面积传递的热量，W/m2（即使是稳态过程，也会随传热面积的变化而变化）2niinniiiinniiiinRttAbttrrttLq1111m111111ln1)(2＝＝•平壁传热•圆筒壁传热niinniiinRttAbttq111111＝＝3n.PrRe.Nu800230np.cdud.800230圆形直管内的强制湍流：注意单位4热辐射42410211221100100TTACQ注意式中各数取值5总传热速率方程mtKAQK的单位：W/m2K=J/m2Ks21111bK当传热面为平面时当传热面为圆筒时注意式中各数取值2122121111111ddddRddbRKm62121lntttttm对数平均温差联立一任务当前换热器能否完成这传热速率方程生产任务热量衡算方程mTKATTCpWQttCpWTTCpW211112222111789•传热习题1•某炉壁由下列三种材料组成：耐火砖λ1=1.4W/(m℃),δ1=230mm，保温砖λ2=0.15W/(m℃),δ2=115mm，建筑砖λ3=0.8W/(m℃),δ3=230mm，若其内部温度t1=900℃，外壁温度t4=80℃，则单位面积的热损失为（）W/m2。•①673②1020③365④7931011•传热习题2•某蒸汽在套管换热器中冷凝，内管为Ф25mm╳2.5mm钢管，管长2m。蒸汽在管外冷凝，冷却水走管内，管内流速为1m/s，冷却水的进口温度为20℃，出口温度为50℃，则管壁对水的膜系数为（）W/(m2℃)。•①4806②2374③1486④73211213•传热习题3•将上题中的管径缩小一半，流速及其它条件都不变，则膜系数将变为原来的多少倍？•①1②0.5③1.149④1.741415•传热习题4•将上题中的流速增加一倍，其它条件都不变，则膜系数将变为原来的多少倍？•①1②0.5③4.149④1.741617•传热习题5•在套管换热器中，用冷水将流量为2000kg/h的硝基苯从80℃冷却到40℃。冷却水的进出口温度分别为15℃和35℃。试求冷却水用量。假设换热器热量损失可忽略。1819•传热习题6•蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍，其导热系数也为内层的两倍。若将两层材料位置互换，而假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？2021•传热习题7•车间内有一高和宽各为3m的炉门（黑度ε=0.75），其表面温度为600℃，室内温度为27℃。试求：（1）由于炉门辐射而引起的散热速率；（2）若在炉门前25mm出放置一块和炉门尺寸相同而黑度为0.1的铝板作为热屏，则散热速率可降低多少？22232425•传热习题8•在套管换热器中用水冷却油，油和水呈并流流动。已知油的进出口温度分别为140℃和90℃，冷却水的进出口温度分别为20℃和32℃。现因工艺条件变动，要求油的出口温度降至70℃，而油和水的流量、进口温度均不变。若原换热器的管长为1m，试求将此换热器管长增至若干米后才能满足要求。设换热器的热损失可忽略，在本体所涉及的温度范围内油和水的比热容为常数。262728•传热习题9•一套管换热器，用196kPa水蒸汽加热某料液，料液在Ф54mm╳2mm的管道中流动，蒸汽在管外冷凝，已知料液进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000kg/h，已知料液对管壁的传热系数为500W/(m2℃)，蒸汽对管壁的传热系数为10000W/(m2℃)，管内壁的污垢热阻为0.0004m2K/W，忽略管壁及管外污垢的热阻，则：•（1）以上换热器的管壁平均温度为（）℃•（2）若蒸汽改为150kPa，料液出口温度为（）℃•已知：196kPa时水蒸汽饱和温度为120℃，150kPa时水蒸汽饱和温度为109℃，料液的定压比热容Cp=1.9kJ/(kgK)，水蒸汽汽化潜热2200kJ/kg，改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。2930•传热习题10•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的套管换热器，问在下列两种流动形式下，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相同，均为300W/(m2K)；油和水的平均比热容分别为1.9kJ/(kgK)和4.17kJ/(kgK)，热损失可以忽略。313233不满足要求满足要求要求换热器热负荷另解水并水逆并并并逆逆逆水油水水油油水QQQQhrkJTKMQThrkJTKMQTCThrkJQTTCGQhrkJTCGQmmmmoutoutPP1431001000/360025.131030025.1384.697022105ln84.6970221054455001000/360025.411030025.41227084.69105ln227084.6910584.693990002217.42000399000701059.16000::34传质复习要点（吸收）•亨利定律Expeep——溶质在气相中的平衡分压，kPa；x——溶质在液相中的摩尔分率；E——亨利常数，单位同压强单位。35填料层高度VY+LXa=VYa+LX逆流吸收操作线方程OLOLOGOGHNHNZ传质单元高aKVHyOG36aeaabebbabababOGYYYYYYYYYYYYYYNΔΔΔΔlnΔΔΔmmNOG的两种计算方法：1，传质单元数法2,吸收因数法LmVSS——解吸因数（脱吸因数）SmXYmXYSSNaaab1ln11OG37传质复习要点（精馏）0000babaabiiiiiiiiiPPKKPPxyKPPyxPP相对挥发度平衡常数完全理想体系38双组分精馏体系的简捷计算位置吉利兰图用法，进料板饱和蒸汽进料饱和液体进料器塔顶分凝器，塔釜再沸器塔顶全凝器，塔釜再沸11111111121lg)1)(1(lgFDFDmFDFDmmmmavWWDDmyxyaxaRxxaxxaRSSNaxxxxS39逐板计算相平衡关系提馏段方程精馏段方程线方程物料衡算mnmmmWmmDFyayyxxWqFRDWxWqFRDqFRDyRxxRRyqqxxqqyWDF11111140传质复习要点（萃取）•三角相图的用法•杠杆规则4142434445•传质习题1•在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分A。进塔气体组成为0.03（摩尔比），吸收率为99%，出塔液相组成为0.013（摩尔比）。操作压强为101.33kPa、温度为27℃，操作条件下相平衡关系为Y=2X（XY为摩尔比）。已知单位塔截面上惰性气体流量为54kmol/(m2h)，气相体积吸收总系数为0.95kmol/(m3.h.kPa)，试求所需的填料高度。4647•传质习题2•在常压逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收空气-氨混合气中的氨。混合气的质量流速为580kg/(m2.h)，组成为6%（体积），吸收率为99%，水的质量流速为770kg/(m2.h)操作条件下的相平衡关系为Y*=0.9X（XY为摩尔比）。若填料层高度为4米，试求气相总传质单元高度。484950•传质习题3•在常压连续精馏塔中分离含苯45%（摩尔分数，下同）的苯-甲苯混合液。要求馏出液组成为0.97，残液组成为0.03。操作条件下的物系平均相对挥发度为2.48。试分别计算以下两种进料热状况下的最小回流比。•1.饱和液体进料•2.饱和蒸汽进料5152575.2145.0197.0145.097.048.2148.210365.145.0197.0148.245.097.0148.21148.203.097.045.0111111111mmWDFFDFDmFDFDmRqRqxxxyxyaxaRxxaxxaRColburn饱和气进料：饱和液进料：代入数据计算：饱和蒸汽进料法饱和液体进料53•传质习题4•某制皂厂有一精馏塔使用全凝器进行冷凝。已知xD=0.97（摩尔分数），回流比R=2，常压操作时，其气液平衡关系式为y=2.4x/(1+1.4x)，则y2和x1的值为（）和（）。•1.0.987,0.97•2.0.944,0.931•3.0.97,0.931•4.0.944,0.87554F,xFD,xDW,xWyWm-112nx1x2xnxm-1y2y1ym-155•传质习题5•有一精馏塔用以分离α=2的A、B两组分混合物，测得自下至上到某一板的蒸汽流量为110kmol/h，其组成为yA=0.3，从上一块板落到此板的液体流量为100kmol/h，其组成为xA=0.4。设A、B的摩尔汽化潜热近似相等，热损失为零。当该板的液相默弗里板效率Eml=0.8，则离开该板的汽液相组成y=()，x=()。5657•传质习题6•精馏设计中，进料为气液混合物，且气液摩尔比为2：3，则进料热状态q值等于（）。586.03560%32qq需要热量转化为蒸汽千摩尔千摩尔中有，即每千摩尔进料有：进料气液摩尔比为进料的千摩尔汽化潜热量转化为饱和蒸汽所需热况每千摩尔进料从进料状化部分的汽化潜热相同设已经汽化部分与未汽解：59•传质习题7•在常压下将组成为0.52(易挥发组分的摩尔分数)的甲醇水混合物进行简单蒸馏，规定气化率为0.4，进料量为20kmol/h。试计算：•1.馏出液的流量•2.釜残液的组成•3.馏出物的平均组成•设操作范围内的汽液平衡关系为：•y=0.46x+0.5856061FxxLLFyxydxLdLxxFLdLxyLdxydLdxxdLLLxydLdxxdLLdttLxtFxxLFFF料衡算得到平均浓度可以由总体物，初始时忽略高阶无穷小挥发到气相中的轻组分液相中剩余的轻组分时刻，时刻，液相中的轻组分物料衡算：简单蒸馏6263•传质习题8•A、B、S三元物系的相平衡关系如图所示，现将50kg的S与50kg的B相混，试求•1.该混合物是否分成两相？若能分成两相，其组成和数量各为多少？•2.在混合物中至少加多少A才能使混合物变成均相？•3.从此均相混合物中除去30kg的S，剩余液体的数量和组成各为多少？6465•传质习题9•用真空冷却法进行醋酸钠溶液的结晶，获得水合盐NaC2H3O2.2H2O。料液是80℃的40%醋酸钠水溶液，进料量是1000kg/h。结晶器内绝对压力是2064Pa。溶液的沸点升高可取为11.5℃。计算每小时结晶产量。•已知数据：结晶热rcr=144kJ/kg水合物，溶液比热容cp=3.50kJ/(kg℃)，2064Pa下水的汽化热rs=2451.8kJ/kg，水的沸点为17.5℃。66考察代公式的能力，注意公式中各物理量的意义，单位及使用条件。原公式为：67•传质习题10•在常压干燥器中干燥某种湿物料。已知物料的临界含水量为0.01kg/kg绝干料。物料初始和最终干基含水量分别为0.25及0.0204。恒速阶段干燥时间为1小时，降