有一20%(輕組分摩爾百分?jǐn)?shù),下同)甲醇-水溶液,用一連續(xù)精餾塔加以分離,希望從塔頂和中間某板上分別得到96%及50%的甲醇溶液各半,釜液濃度不高于2%。操作回流比為2.2,泡點(diǎn)進(jìn)料,塔釜采用直接蒸汽加熱,試求:
(1)三段的操作線方程;
(2)所需理論板數(shù)及加料口、側(cè)線采出口的位置;
(3)若只于塔頂取出96%的甲醇溶液,問所需理論板數(shù)較(1)多還是少?
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在一逆流套管換熱器中,冷、熱流進(jìn)行熱交換。兩流體的進(jìn)、出口溫度分別為t1=20℃、t2=85℃,T1=100℃、T2=70℃。當(dāng)冷流體的流量增加一倍時,試求兩流體的出口溫度和傳熱量的變化情況。假設(shè)兩種情況下總傳熱系數(shù)可視為相同,換熱器熱損失可忽略。
外徑為50mm、長為10m的氧化鋼管敷設(shè)在截面為200mm×200mm的紅磚砌的通道內(nèi),鋼管外表面溫度為250℃,通道壁面溫度為20℃。試計算輻射熱損失。
在1殼程2管程列管式換熱器中用水冷卻油,冷卻水走管內(nèi),進(jìn)口溫度為20℃,出口溫度為50℃。油進(jìn)口溫度為120℃,出口溫度為60℃。試計算兩種流體的傳熱平均溫度差。
在一傳熱面積為20m2的列管式換熱器中,殼程用110℃的飽和水蒸汽冷凝以加熱管程中的某溶液。溶液的處理量為2.5×104kg/h,比熱容為4kJ/(kg·K)。換熱器初始使用時可將溶液由20℃加熱至80℃。(1)該換熱器使用一段時間后,由于溶液結(jié)垢,其出口溫度只能達(dá)到75℃,試求污垢熱阻值;(2)若要使溶液出口溫度仍維持在80℃,在不變動設(shè)備的條件下可采取何種措施?做定量計算。
水蒸氣管路外徑為108mm,其表面包一層超細(xì)玻璃棉氈保溫,其熱導(dǎo)率隨溫度t/℃的變化關(guān)系為λ=0.033+0.00023tW/(m·K)。水蒸氣管路外表面溫度為150℃,希望保溫層外表面溫度不超過50℃,且每米管路的熱量損失不超過160W/m。試確定所需保溫層厚度。
某冷凝器傳熱面積為20m2,用來冷凝100℃的飽和水蒸氣。冷液進(jìn)口溫度為40℃,流量0.917kg/s,比熱容為4000J/(kg·℃)。換熱器的傳熱系數(shù)K=125W/(m2·℃),試求水蒸氣冷凝量。
用熱電偶溫度計測量管道中的氣體流速。溫度計讀數(shù)為300℃ ,黑度為0.3。氣體與熱電偶間的對流傳熱系數(shù)為60W/(m2·K),管壁溫度為230℃ 。試求:(1)氣體的真實(shí)溫度;(2)若要減少測溫誤差,應(yīng)采用那些措施?
盛水2.3kg的熱水瓶,瓶膽由兩層玻璃壁組成,其間抽空以免空氣對流和傳導(dǎo)散熱。玻璃壁鍍銀,黑度0.02。壁面面積為0.12m2,外壁溫度20℃,內(nèi)壁溫度99℃。問水溫下降1℃需要多少時間?
100g水中溶解1gNH3,從手冊查得20℃時NH3的平衡分壓為986.6Pa,在此濃度以內(nèi)服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)H(單位為kmol·m-3·kPa-1)和相平衡常數(shù)m,總壓力為100kPa。
在下列各種列管式換熱器中,某種溶液在管內(nèi)流動并由20℃加熱到50℃。加熱介質(zhì)在殼方流動,其進(jìn)、出口溫度分別為100℃和60℃,試求下面各種情況下的平均溫度差。(1)殼方和管方均為單程的換熱器。設(shè)兩流體呈逆流流動。(2)殼方和管方分別為單程和二程的換熱器。(3)殼方和管方分別為二程和四程的換熱器。