南京工业大学2015年化工原理答疑--计算题.ppt
- 文档编号:17677155
- 上传时间:2023-07-28
- 格式:PPT
- 页数:48
- 大小:597KB
南京工业大学2015年化工原理答疑--计算题.ppt
《南京工业大学2015年化工原理答疑--计算题.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《南京工业大学2015年化工原理答疑--计算题.ppt(48页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
1.弄清基本概念,2.熟悉基本公式推导过程,3.掌握解题思路和方法,要求:
化原答疑安排:
答疑邮箱:
或wwL,武老师,1.U形压差计,3.机械能守恒方程,1.2基本公式,2.连续性方程,第一章流体流动,6.Re计算,5.阻力计算(Fanning公式),4.层流阻力计算(海根泊稷叶方程),1.用泵自贮油池向高位槽输送矿物油,流量为38.4t/h。
池及槽皆敞口。
高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m,进出口阻力不计。
管径为1084mm,油的粘度为3430cP,密度为960kg/m3,泵的效率为50%,求泵的实际功率Na。
1.3计算举例,解:
(1)摩擦系数,层流,
(2)有效扬程He,在12截面间列机械能守恒方程,(3)求泵的实际功率Na,看清题目,已知ABC,求D;已知ABD,求C;等等,1.管路特性曲线,泵特性曲线,2.泵的最安装高度,环境大气压,工质温度,由流量查附录,吸入管路阻力,2.2基本公式,第二章流体输送机械,以允许吸上真空高度HS计算Hg,max,3.比例定律,2.3计算举例,1.某离心泵的特性可表达为:
He=42-30V2(He-m,V-m3/min),已知生产装置中管路特性为He=30+2.88105V2(He-m,V-m3/s)。
试求生产中使用该泵的流量及有效功率。
所输流体的密度为998.2kg/m3。
泵:
He=4230V2=4230(60V)2=42-1.08105V2-
(1)管路:
He=30+2.88105V2-
(2)
(1)=
(2):
He=He,得V=5.5010-3m3/s,代入
(1)得:
He=421.08105(5.5010-3)2=38.7mNe=gVHe=2.09103w,解,2.以2B19型水泵输送35的水,已由工作点确定流量为5.5L/s,由水泵样本查得HS=6.8m,已知吸水管内径为50mm,当地大气压为9.8mH2O,吸水管阻力Hf1-2=1.8mH2O.求最大几何安装高度.,解,35水的饱和蒸汽压:
PV=5623.44N/m2,35水的密度:
=993.75kg/m3,吸水管的流速:
工作态的允许吸上真空高度:
离心泵最大几何安装高度:
离心泵离开水面的最大安装高度为:
3.73m,1.过滤速率计算式,2.恒压过滤方程,3.2基本公式,第三章过滤沉降流态化,3.球形颗粒自由沉降速度,当Rep2,Stokes公式,当Rep2500,,Allen公式,当Rep=5002105,Neuton公式,3.3计算举例,1.一直径30m的光滑球形固体颗粒在a=1.2kg/m3的空气中的有效重量(指重力减浮力)为其在20水中有效重量的1.6倍。
现测得该颗粒在上述水中的沉降速度为其在某密度为880kg/m3的矿物油中沉降速度的4.3倍,试求该矿物油的黏度。
已知20水的黏度为1mPaS。
解,现以下标a,w,o分别表示颗粒在空气,水,油中的沉降并设在油和水中沉降均属Stokes区。
重力=pg(dp3/6),浮力=ag(dp3/6),2.用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。
滤叶机过滤面积为1.312m2,共10只滤叶。
测得:
过滤10min得滤液1.31m3;再过滤10min共得滤液1.905m3。
已知滤饼与滤液体积比n=0.1。
试问:
(1)过滤至滤液量为2.755m3即停止,过滤时间是多少?
滤饼厚度是多少mm?
(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,滤饼生产能力是多少?
(m3/h),解:
求K、qe,G饼=VF/(t3+tw+t辅)=0.2755/(40.2+45)=3.2310-3m3/min=0.194m3/h(滤饼),由0.212+20.210.01048=0.001206t3,t3=40.2min,求过滤时间,求滤饼厚度,过滤终了时,共得滤饼量V饼=0.210.113.12=0.2755m3滤饼厚度L=0.2755m3/13.12m2=0.021m=21mm,Lq,滤饼生产能力,1.流体在管内强制对流给热,L/Di50,流速或流量加倍,2.串联传热,4.2基本公式,第四章传热与换热器,3.传热系数,4.3计算举例,1.在逆流操作的套管换热器中,把氢氧化钠溶液从70冷却到35,氢氧化钠走管内,流量为1.11kg/s,比热为3770J/(kgK),氢氧化钠对管壁的对流给热系数为930W/(m2K)现用15的水作为冷却剂,水走管外,流量为1.67kg/s,比热为4180J/(kgK),管壁对水的对流给热系数为1000W/(m2K),(管壁热阻及垢阻略计),忽略热损失(可近似按平壁处理)试求:
(A)冷却剂出口温度及所需传热面积;(B)操作中若氢氧化钠及水的初始温度不变,而两流体的流量都增大一倍,则流量增大后的冷、热流体的出口温度变为多大?
(假设两流体均为湍流,其物理性质不变,传热温度差可取用算术平均值)。
Q=W2cp1(T1-T2)=1.113770(70-35)=1.465105W忽略热损失,则Q=W2cp2(t2t1)即1.465105=1.674180(t2-15)解得t2=36,为薄壁园筒,按平壁近似计算K=12/(1+2)=9301000/(930+1000)=481.9W/(m2K)A=Q/Ktm=1.465105/(481.926.4)=11.5m2,解:
(A),(B),联立求解
(1)
(2)解得T2=37.3t2=34.6,2.欲设计一列管式换热器,用110的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20预热到95。
(1)若初步选定采用单管程换热器,空气走管程,管束由120根252.5mm的铜管组成。
试确定所需的管束长度。
(2)若选用双管程浮头式列管换热器。
管子总数、管长及直径同上。
空气流量及进口温度不变。
则空气的出口温度有无变化?
试计算之。
在计算中,冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取:
粘度=0.02cP,比热:
Cp=1.0kJ/(kg),导热率=0.029W/(m),密度=1.076kg/m3。
4.3计算举例,解:
(1)L=?
Gi=(1400/3600)/(120/4)0.022=10.32kg/(m2s)Re=diGi/=0.0210.32/(0.0210-3)=1.032104104Pr=Cp/=10000.0210-3/0.029=0.69i=0.023Re0.8Pr0.4/di=0.0230.029(1.032104)0.80.690.4/0.02=46.7W/(m2K)Ki=i(冷凝液膜的热阻,管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计)Q=WCCPCt=AiitmAi=WCCPC(t2t1)/(itm),110,95,20,tm=(90-15)/Ln(90/15)=41.86Ai=1400103(95-20)/3600/(46.741.86)=14.92m2Ai=ndiLL=Ai/(ndi)=14.92/(1200.02)=1.98m2m,
(2)改为双管程,管子总数不变,t2=?
Ln(T-t1)/(T-t2)=KiAi/(WCCpC)
(1)Ln(T-t1)/(T-t2)=KiAi/(WCCpC)
(2)K/K=/=(u/u)0.8=20.8(双管程,管束分二,流速加倍)由
(1)/
(2)Ln(T-t1)/(T-t2)=20.8Ln(T-t1)/(T-t2)Ln(110-20)/(110-t2)=20.8Ln(110-20)/(110-95)t2=106,5.2基本公式,1.操作线方程,2.填料层高度,3.传质单元数,第五章气体吸收,4.最小液气比,5.3计算举例,1.某填料逆流吸收塔,用清水吸收尾气中的丙酮。
若进塔气体中丙酮含量为5,气体流率为30kmol/m2h,,液相流率为40kmol/m2h,此液体流率为最小流率的1.5倍,回收率95,体系服从亨利定律,液相传质单元高度HL=0.52m,,气相体积分传质系数kya=0.05kmol/m3sy。
求
(1)液相出口浓度;
(2)填料层高度。
解
(1):
(2),2.拟在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分A。
入塔气体中A的摩尔分率y1=0.03,要求其回收率=95%。
已知操作条件下解吸因数1A0.8,平衡关系为y=x,试计算:
(1)操作液气比为最小液气比的倍数;
(2)吸收液的浓度x1;完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。
5.3计算举例,解:
求液气比、最小液气比,低浓度气体吸收,G、L不变,求液相出塔浓度x1,求汽相总传质单元数NOG,当操作线与平衡线平行,6.2计算公式,第六章流体蒸馏,6.3计算举例,1.常压下,用一块理论板、全凝器与塔釜组成的连续精馏塔分离某二元混合液。
已知:
进料xf=0.20,q=1,进料从塔上方加入。
塔顶产品浓度xD=0.30,塔顶用全凝器,泡点回流,回流比为3.0。
易挥发组分回收率=0.85,若平衡关系可用y*=Ax,表示,试计算A值.,解:
塔底组成,提馏段,L=RD+qF=3.00.567F+F=2.701F,V=V-(1-q)F=V=(R+1)D=(3+1)0.567F=2.268F,提馏段操作线,F,xF,W,xW,D,xD,L,V,y1,x1,y2,点(x1,y2)在提馏线上:
y2=Axw,x1=xD/A,y2=A0.0691=1.191(0.30/A)-0.0132解得:
A=2.18,2.如图,在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液100kmol,苯含量为30%(摩尔%,下同)泡点进料,要求塔顶产品馏出液采出率D/F=0.171,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为3,塔釜间接蒸汽加热,相平衡方程y=2.5x,求每小时获得的顶馏出液量D、釜排出液量W及浓度xW。
解:
物料衡算:
D/F=0.171,D=0.171100=17.1kmol/hW=F-D=82.9kmol/h,逐板计算:
y1=xD=2.5x1,x1=y1/2.5=0.4xD,对轻组分衡算:
8.2基本公式,第八章干燥,2.湿物料经过7小时的干燥,含水量由28.6%降至7.4%,若在同样操作条件下,有28.6%干燥至4.8%需要多少时间?
(以上均为湿基)已知物料的临界含水量Xo=0.15(干),平衡含水量X*=0.04(干),降速段干燥速率近似为直线。
8.3计算举例,解:
恒速段,降速段,降速段干燥速率近似为直线,设湿含量从X1降为X3=0.05时干燥时间为,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 南京 工业大学 2015 化工 原理 答疑 算题