化工原理吸收传热习题.pdf

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1、 吸收习题 一、分析与判断 1在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为0p，溶液温度为t，溶质含量为)(xc，试问：1）若将N2压入容器，则 E H m p ；2）若溶液温度t下降，则 E H m p ；3）注入溶质 A，则 E H m p ；答：1）不变，不变，变小，不变 当密闭容器内压入N2时，相当于容器内的总压增加，总压变化时，对均无影响，故E、H不变，溶质的含量也不变，平衡分压Exp 不变，然而，pEm/，总压p增加，故 m 变小。2）变小，变大，变小，变小 若溶液的温度下降，则平衡分压p变小，E、H均受温度的影响，E变小，H变大，pEm/变小。3）不变，不变，不变，变大 注入溶

2、质 A 时，体系的温度压强均不变，此时物系的 E、H、m 均不变，而注入 A 后，溶液中溶解的溶质含量变大，故p变大。2、某吸收过程，已知气相传质系数与液相传质系数的关系是xykk3，则此时气相传质推动力)(iyy ，液相传质推动力)(xxi。（大于、等于，小于，不确定）答：不确定。题中未给出平衡关系，两个传质系数相差又不大，所以无法判断是气膜控制过程还是液膜控制过程。3、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将 ，设备费用将 （增大、减小，不变）答：减小，增大 减小吸收剂的用量，则吸收过程的推动力降低，即传质推动力减小，达到原来的分离要求

3、所需的填料层的高度增加，所以设备的费用将增大。4、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，则将发生什么情况：。答：气体出塔含量2y增大，达不到设计要求，液体出塔含量1x也增大。吸收剂入塔量减小，吸收的推动力下降，由于原定的最小液气比对应着原分离要求，虽然操作的液气比小于原定的最小液气比，操作仍然是吸收操作，只是此时对应的分离要求发生了变化，由于液气比下降，所以操作无法达到原来的设计要求，气体出塔的含量将增大；而又由于操作的温度、压强不变，所以吸收的平衡关系不变，入塔的气体组成不变，故液气比越低，对应的出塔的液体组成越接近平衡组成，故液体出塔含量

4、1x也增大。5、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂用量 L 增加，试判断下列参数变化情况并绘出新工况的操作线：出塔液体1x ，出塔气体2y ，回收率 （增大、减小，不变，不确定）题 5 附图 题 6 附图 答：减小，减小，增大 xyyakmkK11，吸收剂用量 L 增加，则xk增大，yaK增大，yaOGKVH减小；填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，LmVS 减小，根据传质单元数关联图，2221mxymxy增大，而1y、2x均不变，故2y减小，回收率121yyy 增大；L 增大，操作线的斜率变大，而 1y、2x均不变，故操作线上端与平衡线的距离变大，出塔液

5、体的组成1x减小。出塔液体1x减小，塔底的推动力变大，出塔气体2y减小，塔顶的推动力变小，故my的变化不确定。新工况的操作线如图所示 第 5 题答案图 第 6 题答案 6、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高，试绘出新工况的操作线。答：因为其他条件不变，2x变高，则2y变大，塔顶的推动力变小，故新工况下的操作线必然下移，且与原工况的操作线的斜率相等。新工况的操作线如图所示。7、吸收操作中，原工况下气体进塔量为 V，进出塔的含量分别为1y、2y。由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量 L 的方法后，使1y、2y保持不变。则与原工况相比，被

6、吸收溶质总量 ，平均推动力my （增大，减小，不变，不确定）。答：不变，减小 吸收过程中被吸收的溶质量为：)(21yyV，由于改变前后的1y、2y均不变，故被吸收的溶质量不变；xyyakmkK11，吸收剂用量 L 增加，则xk增大，yaK增大，yaOGKVH减小；填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，mOGyyyN21，1y、2y不变，OGN增大，故my减小。8、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低其他条件不变时，试判断下列参数变化情况并绘出操作线：相平衡常数 ，yaK ，推动力my ，回收率 ，出塔2y ，出塔1x （增大，减小，不变，不确定）。第 8 题图 第 10 题图 答：减小，增

7、大，不确定，增大，减小，增大 吸收剂温度降低，则相平衡常数减小，xyyakmkK11，m 减小，则yaK增大，yaOGKVH减小；填料层高度不变，OGH减小，OGN增大，S 不变，根据传质单元数关联图，2221mxymxy增大，1y、2x不变，所以2y减小，回收率121yyy 增大，2y减小，操作线的斜率不变，1y、2x不变，操作线平行下移，与1yy 的交点右移，1x增大，mOGyyyN21，OGN增大，21yy 增大，故my的变化趋势不能确定。变化后的操作线如图。9、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量1y下降，其他条件不变时，则气体出口含量2y ，液体出口含量1x ，被吸收溶质总量 ，回收

8、率 ，推动力my ，OLN （增大，减小，不变，不确定）答：减小，减小，减小，不变，减小，不变 其他条件不变，则OGN不变，根据传质单元数关联图，2221mxymxy不变，2x不变，1y下降，第 9 题答案图 第 10 题答案图 所以，气体出口含量2y也减小，吸收操作线的斜率不变，所以吸收操作线平行下移，所以吸收的平均推动力my减小，回收率减小，OLN也不变，mOLxxxN21，推动力mx减小，2x不变，所以，液体出口含量1x减小，因为吸收率下降，被吸收的溶质总量减小。13、对解吸因数5.0S的系统进行逆流吸收，当塔高为无穷大时，塔顶气相出口含量 2y 2y，塔顶气相入口含量1y 1y；若系统

9、压力增加为原来的 4 倍，其他条件不变，则此时2y 2y，1y 1y（大于，等于，小于，不确定）。答：等于，大于，大于，等于 同上图 14、在吸收、解吸联合操作中，维持吸收塔 L、V、y1，解吸气入塔含量2y和两塔操作温度、压力均不变，现减少解吸气用量V，与原工况相比，新工况下离开解吸塔的液体含量2x ，离开吸收塔的气体含量2y ，离开吸收塔的液体含量1x ，吸收塔平均推动力my ，吸收塔的回收率 （增大，减小，不变，不确定）。答：增大，增大，增大，减小，减小 解吸气的用量减少，解吸的推动力减小，故离开解吸塔的液体含量增大，解吸的操作线的斜率变小，在 y1 不变的条件下，线的位置上移，故出塔的

10、气体含量增大，其他条件不变，x2 增大，则吸收塔的平均推动力减小，回收率减小，NOL 不变，A 不变，故1121mxymxy不变，2x增大，故1x也增大。第三章 传热习题 一、填空题 1三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。答：变小，变小。2在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（），冷凝传热量（）。答：减小，增加。冷凝传热系数与温差的-1/4 次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小；冷凝传热量与温差的 3/4 次

11、方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。3在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（）。答：下降 4在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（）。答：越小 5黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（）倍。答：15 6沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（），沸腾传热系数越（）。答：多，大 7苯在内径为 20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为 1270W/（m2）。如果流量和物性不变，改用内径为 30mm 的圆管，其对流传热系数变为（）W/（m2）。答：612 =0.023nrPd8.0Re =0.023dnSdWdPr4/8.02

12、 8.0)21(1d=8.1d =8.12030=0.482 =0.482=0.4821270=612W/(2m)8.某液体在一直管内（忽略进口段的影响）稳定强制湍流流动，该管内径为 20mm，测得其对流传热系数为，现将管内径改为 27mm，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的 0.9417 倍；若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的 0.5826 倍；知：mmmd20020.0 mmd27 求：12 解：(1)由 12uu，npcdud8.0023.0 得 9417.0202727208.08.0122118.0128.

13、0212dddddddd (2)由 12WW，uAVW 得 1122AuAu，22112dduu 所以 8.02218.012218.011222118.01128.02212ddddddududddduddud 5826.027208.18.1216.1218.01221dddddddd 9.在一内钢管为18010mm 的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃从 100C 冷却到 60C，其平均比热为 2380J/(kgK)。环隙逆流走冷却水，其进出口温度分别为 40C 和 50C，平均比热为 4174 J/(kgK)。内管内外侧对流传热系数分别为 2000W/(m2K)和 3

14、000W/(m2K)，钢的导热系数可取为 45 W/(mK)。假定热损失和污垢热阻可以忽略。试求：冷却水用量 7982kg/h；基于内管外侧面积的总传热系数)/(8571.8832KmWKo；对数平均温差 32.75；内管外侧传热面积 3.1975m2。解：(1)由 1221ttcWTTcWpccphh 得 hkgttcTTcWWpcphhc/79824050417460100238035001221(2)mmdddddioiom80.169160180ln160180ln omoioioddbddK111 3101314.1300018.1691804501.016018020001 所以

15、)/(8571.8832KmWKo(3)Ctttttm75.322050ln2050ln1212逆(4)由 21TTcWtSKQphhmo逆 得 22119753753285788336006010023803500mtKTTcWSmophh.逆 二、选择题 1某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为 100，空气进口温度为 20，出口温度为 80，则此套管换热器内壁温度应是（）。A 接近空气平均温度 B 接近饱和蒸汽和空气的平均温度 C 接近饱和蒸汽温度 答：C 2测定套管换热器传热管内对流传热系数i，冷流体走传热管内，热流体走套管环隙，冷热流体均无相变。冷流体的流量

16、及进、出口温度均可测量。且测量的精确度基本上相同。用公式i=Q/siti 求i时，式中的 Q 用下面（）公式计算。A Q=WcCp,c(t2-t1)B Q=WhCp,h(T1-T2)C Q=WcCp,c(t2-t1)和 Q=WhCp,h(T1-T2)均可以。答：A 3在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。（冷凝液在饱和温度下排出），饱和蒸汽应走（）A 壳程 B 管程 C 壳程和管程都可以 两流体在换热器中必须（）流动。A 逆流 B 并流 C 逆流和并流都可以 答：A，C 4传热过程中当两侧流体的对流传热系数 都较大时，影响传热过程的将是（）。A 管壁热阻 B 污垢热阻 C 管内对流

17、传热热阻 D 管外对流传热热阻 答：B 5下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是（）。A 设置折流板；B 增大板间距 C 换热器采用三角形排列；D 增加管程数 答：A，C 6在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。A 高压流体；B 蒸汽；C 易结垢的流体；D 腐蚀性流体 E 粘度大的流体 F 被冷却的流体 答：A，C，D；B，E，F 7下面关于辐射的说法中正确的是（）。A 同一温度下，物体的辐射能力相同；B 任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关；C 角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；D 只要物体与周围环境的温度相同，就不存在辐射和吸收过程 答：B，C 8下面各式表示单位传热面积热阻的为（）A B b/C 1/D/b E T-t F 1/K 答：B，C，F