流體流動、流體輸送機械習題主要計算公式:11、流體靜力學基本方程式:2、流體的速度、體積流量、ppo gh或z：常數(shù)質(zhì)量流量及質(zhì)量流速之間的關(guān)系：qvuA圓管qmqvuAqmnA對任-截面：uAqm常數(shù)qmnA對任-截面：uAqm常數(shù)對不可壓縮流體:4、柏努利方程：2

ui Pigz1LuAgZ2常數(shù)qv3、穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程:不可壓縮、有外功加入的實際流體柏努利方程:gZl2ui2PgZl2ui2PlgZ22u22P2hfhf6464層流（Rehf6464層流（Re2000）：層流時直管摩擦阻力：Reduhf32lu

gd2We或hf5、流體通過直管的摩擦阻力:6、摩擦因數(shù)（系數(shù)）湍流0.3164Re0"柏拉修斯(0.3164Re0"柏拉修斯(Blasius)式7、局部阻力計算hf2leU(1)當量長度法hf(2)阻力系數(shù)法8、流體輸送設(shè)備消耗的功率DD已pgqHPa一qmWePe pgqH9、并聯(lián)管路vv v2V3hf1 hf2hf3hfAV—AV1V2110、分支管路0oi2gZ0P)2U1gZ2gZl2U2P2hf02常數(shù)hf01u2gR(口p11、畢托管(皮托管)12、孔板流量計：qvC0AoJ2gR(Ap

13、離心泵的安裝高度（防止汽蝕）（1）允許吸上真空（高）度HS:是指泵入口處P1可允許達到的最高真空度，其表達式為:PPHsPa—PgHS一離心泵的允許吸上真空高度,m液柱；Pa—大氣壓，N/m2；一被輸送液體的密度，kg/m3如圖，以貯槽液面為基準，列出槽面0—0與泵入口則：HgPa Pi一被輸送液體的密度，kg/m3如圖，以貯槽液面為基準，列出槽面0—0與泵入口則：HgPa Pi2U12gHf(a)HgHs2U12gHf此式用于計算泵的安裝高度U1管件(2)汽蝕余量AhPi2U1U1管件(2)汽蝕余量AhPi2U1Pv靜壓頭動壓頭將此式代入上面的（a）式中,有:2UiHgTHfPcg1Pcg1Hf習題：1、用離心泵將池中水送到高位槽，已知管路總長100m（包括當量長），其中壓力表后為80m,管路摩擦系數(shù)，管內(nèi)徑0.05m,當流量為10m3/h時泵效率為80%,求：（1）泵的軸功率；（2）壓力表讀數(shù)。（??？=1000kg/m3解：（1）如圖取1-1、2-2截面，以1-1截面為基準列柏努利方程:gZl2P1 U1WegZ2P22U2WfQzi0；Z221820m;PiP2；Ulu2 0gZ2WfWflleu2d2qvu d2410/36000.7850.0521.415[m/s]Wf? 2leUd20.02521001.4150.05 250.06[J/kg]Wegz柏努利方程:gZl2P1 U1WegZ2P22U2WfQzi0；Z221820m;PiP2；Ulu2 0gZ2WfWflleu2d2qvu d2410/36000.7850.0521.415[m/s]Wf? 2leUd20.02521001.4150.05 250.06[J/kg]Wegz2Wf9.812050.06246.26[J/kg]有效功率PeqmWeqv10We 1000246.26684[J/s]3600軸功率PaPe68480%855[J/s](2)gz3\o"CurrentDocument"2 2P3 U3 P2 U2一二 gz2 一—\o"CurrentDocument"2 2Wf32QZ30；Z218m;p20;u20；U3u1.415m/sPLgz3Wf32U31Wf320.025800.0521.41540.04[J/kg]gz3Wf322U39.81181.415240.04—^―215.6[J/kg]2、欲用離心泵將20c水以30m3/h的流量由水池打以3-3截面為基準，在3-3、2-2截面間列柏努利方程:91度是否合適？（？=1000kg/m3;動壓頭可略）解：（1）如圖，取解：（1）如圖，取1-1、2-2截面，以1-1截面為基準列柏努利方程:PigPig2紅He2g2r P2u2 .Z2 hf12g2g已知：z10,z已知：z10,z218m,p1p2,u1u20He z2hf12181322(m)泵的軸功率:Pa生良泵的軸功率:Pa生良~302210009.81 2997.5360060%3kwHgHgHf5014(m)(2)Hg2m,Hg2m,安裝高度合適。解：（1）如圖，取1-1、基準列柏努利方程式：2-2截面，以1-1截面為21gz1P12u17 WegZ2P22U2解：（1）如圖，取1-1、基準列柏努利方程式：2-2截面，以1-1截面為21gz1P12u17 WegZ2P22U22hf12Z10；Z210m;aP2；5U2gZ2hf12qvu -d2410/36001.415[m/s]0.7850.052hf12lleU2d2600.0230.0521.415227.6[J/kg]WegZ2hf12 9.811027.6125.7[J/kg]3、如圖所示，已知管內(nèi)徑d=50mm,在正常輸水中管總長（包括當量長）為60m,摩擦系數(shù)為，泵的性能曲線方程是H190.88q0.8。問：（1）流量為10m3/h時輸送每立方米的水需外加功為多少？此泵是否可以勝任？（2）當調(diào)節(jié)閥門使流量減到8m3/h時，泵的軸功將如何變化？（不考慮泵效率改變）即每千克質(zhì)量水需要功，每m3水需要x103J,或。此時需要壓頭為：叫W?賽12.8[J/N]12.8[m]泵在此時可提供的壓頭為:H190.88100.813.4[m]HH需故泵可以勝任(2)PgqvHPa當qv3.(2)PgqvHPa當qv3.8m/h時:190.8880.814.4[m]Pa改Pa原h(huán)qvg/

Hqvg/Hqv

Hqv14.4813.4100.86即變化后軸功率是原來的倍Hqv14.4813.41013.41014%即變化后軸功率降低了14%。4、從水池用離心泵向高位槽送水，要求水的流量為18m3/h,已知進出泵的輸水管為0Xmm的鋼管,高位槽水面距水池面高20m,全管線總阻力損失為25倍動壓頭qv20m3/h,H今有一臺離心泵，其性能為30.8m, 0.62（最高效率點）,問此泵能否用Hqv14.4813.41013.41014%即變化后軸功率降低了14%。4、從水池用離心泵向高位槽送水，要求水的流量為18m3/h,已知進出泵的輸水管為0Xmm的鋼管,高位槽水面距水池面高20m,全管線總阻力損失為25倍動壓頭qv20m3/h,H今有一臺離心泵，其性能為30.8m, 0.62（最高效率點）,問此泵能否用？解：管內(nèi)流速:qv

u d2418/3600n——~2.27[m/s]3.14(6023.5)24 ( 1000)選截面1-1、2-2,以1-1截面為基準列柏努利方程式:Zl2Pi Ui2gHe Z22P2 1g2ghf12Z10；Z220m;P1P2；3U2HeZ2hf1220225—2g20H30.8mHe可用92.27225 26.6[m]29.81加琳圖所示.用泵超貯槽中的某油品以4ta外的流量輸送至高位槽.兩槽的液位恒定,且相差2而，輸送管內(nèi)注為100此口，管子總長為45m（包括所有局部阻力的當量長度）.已如油品的密度為的OkgnA拈展為。赭TPaw試計常泵所需的有效功率.TOC\o"1-5"\h\zTT 40/ ■解：〃二—=仃叫=1,415^/1 :三于0.785x01- 產(chǎn)「，噸=2。x9,81+11].2=307.4J/kg=^-JZ,q=307.4*4%xE90=3039.8斤03.04《卬丁Js產(chǎn) /36OO傳熱1、現(xiàn)測定一傳熱面積為2m2的列管式換熱器的總傳熱系數(shù)K值。已知熱水走管程，測得其流量為1500kg/h,進口溫度為80C,出口溫度為50C；冷水走殼程，測得進口溫度為15C,出口溫度為30C,逆流流動。(取水的比熱cp=x103J/kg-K)解：換熱器的傳熱量：Q=qmcp(T2—T1)=1500/3600XX103X(80—50)=傳熱溫度差△tm：熱流體80— 50冷流體30— 15△t1=50,△t2=35ti50 12t2 35傳熱溫度差△tm可用算數(shù)平均值：tm50352tm5035242.5cTOC\o"1-5"\h\z一 一一 一31X Q 5225 103 2K 615W/m2Atm 2425 「均比熱為2、一列管換熱器，由小25X2mm的126根不銹鋼管組成。平均比熱為4187J/kg-C的某溶液在管內(nèi)作湍流流動，其流量為 15000kg/h,并由20c加熱到80C,溫度為110c的飽和水蒸汽在殼方冷凝。已知單管程時管壁對溶液的傳熱系數(shù)ai為520W/m2?C,蒸汽對管壁的傳熱系數(shù)a0為X104W/m2?C,不銹鋼管的導熱系數(shù)入=17W/m?C,忽略垢層熱阻和熱損失。試求：（1）管程為單程時的列管長度（有效長度，下同）（2）管程為4程時的列管長度（總管數(shù)不變，仍為126根）（總傳熱系數(shù)：1 1dmb1dm以管平均面積為基準，Kidi 0d0）解：（1）傳熱量：Q=qmcp（t2—11）=15000/3600X4187X（80—20）?X106W總傳熱系數(shù)：（以管平均面積為基準）1工dmKidi1工dmKidiLdm 1 1230d0 K520210.002_17 1.1611042325解得：K=m2?C對數(shù)平均溫差：1102011080△t190△t190△t230傳熱面積:tmKAmtmInL%傳熱面積:tmKAmtmInL%t1t2Am9030ln903054.61C1.05106434.1954.61244.28m2AmndmL.列管長度：（2）管程為強制湍流時：Am

nd列管長度：（2）管程為強制湍流時：Am

ndm1264程時，只是ai=（入/d）44.283.140.0234.87mai變大：u變大，Re=dup/小變大4程A，=1/4A（單程），則：4程時『二4u（單程）有i（4程）=ai（單程）=x520=m2,CJ4程時：有i（4程）=ai（單程）=x520=m2,CJ4程時：K1dmb1dm」1 230.0021 23i di0d0K 1576.3421一4一17 1.1610425K=m2?CL4程列管長：QKnmA

ndmL4程列管長：QKnmA

ndm1.051061121.5754.6117.141263.140.02317.14m21.88m3、有一列管式換熱器，裝有425x2.5mm鋼管320根，其管長為2m,要求將質(zhì)量為8000kg/h的常壓空氣于管程由20c力口熱至ij85C,選用108c飽和蒸汽于殼程冷凝加熱之。若水蒸汽的冷凝傳熱膜系數(shù)為 1X104W/m2?K,管壁及兩側(cè)污垢熱阻均忽略不計，而且不計熱損失，已知空氣在平均溫度下的物性常數(shù)：人”10-2W/m?K,”義10-5N?s/m2,cp=1kJ/kg-K,Pr=。試求：(1)空氣在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)；(2)求換熱器的總傳熱系數(shù)(以管子外表面為基準)；(3)通過計算說明該換熱器能否滿足要求；(4)計算說明管壁溫度接近于哪一側(cè)的流體溫度。u」d2解：(1)空氣在管內(nèi)流速： 4qu」d2解：(1)空氣在管內(nèi)流速： 4qm 8000 36002 2—d2n—(0.02)23204 4122.12-duRe10.0222.12-一一一519810522343.43104<Pr=<160 l/d=2/=100>50<Pr=<160 l/d=2/=100>500.023 —Re0.8Pr0.4傳熱系數(shù)ai d20.023 2234343080.70.4O02 =m2-K(2)總傳熱系數(shù)(以管外徑為基準)：1 1 1do 1 1 1 25Koidi K 1104 85.68 20 解得:K=m2?K(3)傳熱量:QKAtm(3)傳熱量:QKAtmqmCp(t2L)實際所需傳熱面積:qmCp(t2t1)Ktm108 10820 85△t1=88△t2=23△t1=88△t2=23tt1 t2m7 tylntt1 t2m7 tyln——t2882388-ln-2348.44800010A3600_3 _103 852024380m268.0848.44該換熱器所能提供傳熱面積A：該換熱器所能提供傳熱面積A：一 _ _ _ 2ndl3203140.025250.24m2有：A<A該換熱器能滿足要求(4)Q=KAz\tm=xX=X105WQ oAo(TTwQ oAo(TTw)Tw TQoAo108_51.4410一4 一—1050.24107.71C1.4410585.6840.1994.32C解：(1)110—75110-903520tmt1 t222035227.51.4410585.6840.1994.32C解：(1)110—75110-903520tmt1 t222035227.5tmt1t2（或lnt1t23520 26.80ln3520 C)Q qmCp(t2t1) qvCp(t2 L)35100036004.2310 (90375)612.510WAi=320XXX2=Q2085twtiA2所以：壁溫接近于蒸汽流體一側(cè)（或者說接近a大的一側(cè)流體溫度）4、用110c的飽和水蒸彳^將流量為35m3/h的某稀溶液在雙程列管換熱器中從75c加熱至90Co若每程有直徑為小25X2.5mm的管子30根，且以管外表面積為基準的傳熱系數(shù)K=2800W/m2.C,蒸汽側(cè)污垢熱阻和管璧熱阻可忽略不計。試求：（1）換熱器所需的管長；（2）當操作一年后，由于污垢累積，溶液側(cè)的污垢系數(shù)為 .C/W,若維持溶液的原流量及進口溫度不變，其出口溫度為多少？又若必須保證溶液原出口溫度，可采用什么措施？1000kg/m3;cP=kg?Co注：溶液的密度及比熱與水近似：p1000kg/m3;cP=kg?CoAA傳熱面積：8.1m2Q612.5108.1m2Ktm280027.5A=n：td(2L)L=A/(2n：td)=(2X30ttX)=1.7m

(2)所以:11do 1———R -KKdi1 K%Rid.di=1/2800+25/20X解得:措施:K11075-=2188W/m2--110t235110—12QKAtmqmCp(t2 G)3510003600(2)所以:11do 1———R -KKdi1 K%Rid.di=1/2800+25/20X解得:措施:K11075-=2188W/m2--110t235110—12QKAtmqmCp(t2 G)351000360035 110t22188816 24.2ln(35110t2)103t275t2=88C(1)提高加熱蒸汽溫度(調(diào)節(jié)蒸汽的壓力)(2)清除污垢。5、熱空氣在(|)25X2.5mm的鋼管外流過，對流給熱系數(shù)為50W/,冷卻水在管內(nèi)流過，對流給熱系數(shù)為1000W/,已知鋼管的導熱系數(shù)？???W/m-K,水側(cè)3 2污垢熱阻Rsi0.5810mK/W,熱空氣側(cè)污垢熱阻試求：— 3 2Rso0.510mK/Wo(1)傳熱系數(shù)；⑵若管內(nèi)對流給熱系數(shù)增大一倍,(3)若管外對流給熱系數(shù)增大一倍,解：已知o50W/(m2K)傳熱系數(shù)有何變化?傳熱系數(shù)有何變化?i1000W/(m2K)500.5bdo

dm1030.020.0005Rsi生di2.510doidi4522.540.580.0000620.000725103絲200.0012525100020(2)若管內(nèi)對流給熱系數(shù)增大一倍,其他條件不變，即Rsobdo

dmRsido

did(2)若管內(nèi)對流給熱系數(shù)增大一倍,其他條件不變，即Rsobdo

dmRsido

dido2idi1500.51032.5104522.525 325一0.5810一， 20252100020解得:_ 245.6W/(mK)45.644.4100%2.7%傳熱系數(shù)提高： 45.644.4100%2.7%傳熱系數(shù)提高： 44.4(3)若管外對流給熱系數(shù)增大一倍，其他條件不變，即1 1 bdododoZ Rso RsiK2o dm diid12500.51032.510 254522.512500.51032.510 254522.50.5810252025100020解得：K 79.8W/(m2K)傳熱系數(shù)提高:79.844.444.4100%79.7%傳熱系數(shù)提高:79.844.444.4100%79.7%6、在研究污垢對傳熱的影響時，采用(|)28X1mm的銅管，水在管內(nèi)流動，水蒸汽在管外冷凝。在很寬的水的流速范圍內(nèi)，對清潔管和污垢管傳熱系數(shù) K可用如下方程表示：080.000201/(500u.)K 清潔管080.000701/(500u)K 污垢管式中K----傳熱系數(shù)，kcal/mhCu-----水的流速，m/s0.8 2f(u)----水的對流傳熱系數(shù)，kcal/mhC試求污垢熱阻和蒸汽冷凝傳熱系數(shù)。已知：銅的導熱系數(shù)330kcal/m0.00020hC0.00020解：因銅管管壁很薄，內(nèi)外管徑比值近似為1,則傳熱系數(shù)K的表達式為：1 1cRiK1由題給條件:對清潔管熱阻R=0,因此經(jīng)驗式中的應是管壁及蒸汽冷凝傳熱熱阻，即:故兩方程相減得污垢熱阻:

_ 2 _R0.00050[mhC/kcal]b00010.000003[m2hC/kcal]330 ,可以忽略不計0.00020

1 2故蒸汽冷凝傳熱系數(shù) 5000[kcal/m2hC]0.00020故蒸汽冷凝傳熱系數(shù)7、某廠只能用120c飽和水蒸汽，通過425x2.5mm、長3m的單管程列管式換熱器，將列管內(nèi)的[m3/h]水溶液從20c加熱到75C,冷凝水于飽和溫度下排出。2 2已知管側(cè)水溶液i2500[W/m(43)0.825002650[W/m240,殼側(cè)蒸汽010000[W/mC](43)0.825002650[W/m2403管內(nèi)呈湍流，試問換熱器的管數(shù)為若干？水溶液密度 1050kg/m，比熱為4.17kJ/kgC0熱損失及管壁、垢層熱阻均可忽略。檢修時發(fā)現(xiàn)該換熱器有三根管子已壞,擬將壞管堵塞再繼續(xù)使用,試問此方案是否可行？（通過計算或推根管子已壞,擬將壞管堵塞再繼續(xù)使用,試問此方案是否可行？（通過計算或推導說明）解：（1）qmcpt17.2105036004.173 3__10 (7520)115110[W]didi1252500201100002Ko1666.67[W/m2C]12020一120-75蒸汽水△t1=100△t2=45Ao0.8uKoAodlntmtmAdlt1lnt2t?t21004568.88[C],100ln—45QKoim10.023.140.0253nn（連續(xù)性方程）1151103 2110.02[m]1666.6768.8842.5543[根]/n0.8()

nC]11do

ididln3.1411252650200.0253—1—1750[W/100002_409.425[m2]2m2C]KAtm17509.42568.881136103[W]QQ,不能完成換熱任務(1)拉烏爾定律(1)拉烏爾定律0PaPaXao o..Pb PbXb Pb(1(2)揮發(fā)度和相對揮發(fā)度:組分A的揮發(fā)度：組分B的揮發(fā)度：當氣體可視為理想氣體時:精微習題主要計算公式:1、雙組分溶液平衡關(guān)系:Xa)PaAXaPbBXBYa/Xa

yB/XB對于理想溶液:pA

pB(3)相平衡方程一一以相對揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系總壓不高時，相平衡關(guān)系可用下式表達：y1( 1)x相平衡方程僅對為常數(shù)的理想溶液適用2、連續(xù)精儲塔的物料衡算(1)全塔總物料及易揮發(fā)組分的衡算Fx(1)全塔總物料及易揮發(fā)組分的衡算FxFDXdWXw(2)精微段操作線方程假設(shè)精儲段內(nèi)的操作滿足包摩爾流假設(shè)，則:LDyLDyn1 Vxn VXd或yXd(3)提儲段操作線方程假設(shè)提儲段內(nèi)的操作滿足包摩爾流假設(shè)，則:Lym1vxmWVxw或yLqFxLqFWwLqFWxw3、熱狀態(tài)參數(shù)qLLIiF 將Ikmol進料變?yōu)轱柡驼羝璧臒崃縬FIT 原料的千摩爾汽化潛熱泡點進料q1露點進料q04、進料方程（q線方程）qxF q0時：yxFyxq1q1 q1時：xxF5、最小回流比的計算RminRminxd Vqyq xq適宜回流比：R（1.2~2.0）Rmin6、塔板效率計算適宜回流比：R（1.2~2.0）Rmin6、塔板效率計算（1）單板效率yn yn1emv,n -* -Eml,nyn yn1'xn1 xn*xn1 xn（2）總板效率EtNt填空：（2）總板效率EtNt填空：.飽和蒸汽進料時:q=.習慣上，將液體混合物中的易揮發(fā)組分A稱為難揮發(fā)組分B則稱為。輕組分、重組分. 表示純組分的蒸汽壓與溫度之間的關(guān)系。安托因方程.工業(yè)上分離均相液體混合物最常用、最重要的方法是液體 。蒸儲（或精儲）.在精儲塔中，原料由中部加料板上加入。加料板以上的一段稱為，加料板以下的一段（包括加料板）稱為。精儲段、提儲段.蒸儲及精儲分離就是依據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)性的 而達到分離的目的。差異（或不同）.在蒸儲中表示分離難易程度要用兩組分揮發(fā)度之比，稱之為 。相對揮發(fā)度

8. 表示回流量的相對大小，用塔頂回流量L和塔頂產(chǎn)品量D之比表示?；亓鞅仁且粋€理想化的塔板，即不論進入塔板的汽液組成如何，在塔板上充分混合和接觸，傳質(zhì)的最終結(jié)果表現(xiàn)為離開該板的汽液兩相在傳熱、傳質(zhì)兩方面都達到平衡狀態(tài)，兩相的溫度相等，組成互成平衡。理論板判斷題：TOC\o"1-5"\h\z.精儲過程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理完成的。 （ ）V.回流比越大塔頂儲出液的純度越高，所以回流比越大越好。 （ ）X.飽和液體進料時q=0。（ ）X.拉烏爾定律表示純組分的蒸汽壓與溫度之間的關(guān)系。 （ ）X.在精儲計算時，因為有了包摩爾流假設(shè)，所以精儲段與提儲段的汽、液兩相流率都是相等的。（ ）X.精儲段操作線方程表述的是相鄰兩塊塔板之間汽液相組成之間的關(guān)系，即精儲段操作關(guān)系。（ ）V1、每小時分離乙醇-水混合液100kmol的常壓連續(xù)精儲塔，塔頂采用全凝器，進料組成Xf=?，F(xiàn)測得微出液組成Xd=,釜液組成x后,精儲段某一塊板上的汽相組成為，由其上一板流下的液相組成為（以上均為摩爾分率） 。（1）塔頂儲出液量及釜液排出量；（2）回流比。解：解：（1）FxfDxdWxw即100DW1000.2D0.8W0.05解之得D20kmol/h;W80kmol/h解之得R Xd（2）由精微段操作線方程y x三■二，有:R1R10.60.50.80.60.50.8R1R22、某連續(xù)精儲塔進料液中含易揮發(fā)組分55%（mol%,下同）,與此相平衡的汽相組成為75%,要求塔頂產(chǎn)品含易揮發(fā)組分95%,飽和液體進料。求：（1）最小回流比；（2）若加料板上液體組成與進料組成相同，回流比為時，求進料板上一板流下的液體組成。解：（1）飽和液體進料時：q=1由q線方程：yqxq1工得：XqXf0.55；由q線方程：yqxq1inXdVq 0.950.75inVqXq 0.750.55R Xd(2)R1.5;由精微段操作線方程： y――x有:R1R1°.75°.75梟0.951.51x0.623、用連續(xù)精儲塔每小時處理100kmol、含苯40%和甲苯60%的混合物，要求儲出液中含苯90%,殘液中含苯1%（組成均為mol%）,求：（1）儲出液和殘液各為多少kmol/h（2）飽和液體進料時，已估算出塔釜每小時汽化量為 132kmol,求R=?解：（1）FDWFx解：（1）FDWFxf DxDWxw100DW1000.4D90%W1%解得：W56.2kmol/h;D43.8kmol/h(2)q1VV132kmol/h故：LVD13243.888.2kmol/h88.243.888.243.82.024、用常壓連續(xù)精儲塔分離某二元理想混合物，已知相對揮發(fā)度 ，加料量F=10kmol/h,飽和蒸汽進料，進料中易揮發(fā)組分濃度為（mol%，下同），塔頂產(chǎn)品濃度為，塔頂蒸汽全凝液于泡點下回流，回流比R=2Rmin,易揮發(fā)組分的回收率為90%,塔釜為間接蒸汽加熱，試求提儲段上升蒸汽量？解：由q線：y-q—x

q1Xfq1q=0由q線：y-q—x

q1Xfq1q=0時：Vq Xf0.5由相平衡方程:X1( 1)x有:xqVq0.50.25(1)Vq 3(31)0.5RminXdRminXd VqVq Xq0.90.5 ,小 1.60.50.25R2Rmin21.63.2易揮發(fā)組分回收率:DX易揮發(fā)組分回收率:DXd

FXfFxFXDFxFXD90%100.5015kmol/h由已知飽和蒸汽進料：VVFVVF(R1)DF(3.2VVF(R1)DF(3.21)51011kmol/h5、在連續(xù)精儲塔中，精儲段操作線方程y=+,q線方程為y=一十,求：(1)回流比R和儲出液組成XD；(2)進料的q值，并判斷進料狀態(tài)；(3)當進料組成為時，精儲段與提儲段操作線交點處xq值為多少?解：RX.(1)精微段操作線方程為：y——x—0.75x0.2075R1R1R故有：R1xDRR故有：R1xDR10.750.2075解得:R3xD0.83(2)q線方程為:xfq10.5x1.5xF故有：-q- 0.5故有：-q- 0.5q1(或士1.5xf)

q1解得：q0.333因0q0.3331,因0q0.3331,故：進料為汽液混合進料(3)由y0.75x0.2075y0.5x1.5xFxF 0.44解得：xq 0.362第二部分1、每小時分離乙醇-水混合液2360kg的常壓連續(xù)精儲塔，塔頂采用全凝器，進料組成xf=0現(xiàn)測得微出液組成xd=,釜液組成xv=,精儲段某一塊板上的汽相組

成為，由其上一板流下的液相組成為(以上均為摩爾分率)試求：1.塔頂儲出液量及釜液排出量；2.回流比。解：(1)設(shè)料液的平均分子量為M7,則MF460.2180.823.6料液的摩爾流率 F23602360100kmol/hMf23.6FDWFxFDxDWxW即100DW

1000.2D0.8W0.05解之得 D20kmol/h;W80kmol/h(2) 0.6-R-0.5-08-R1R1R22、用板式塔在常壓下分離苯 甲苯溶液，塔頂采用全凝器，塔釜用間接蒸汽加熱，平均相對揮發(fā)度為，進料量為150kmol/h,組成為(mol%)的飽和蒸汽，回流比為4,塔頂儲出液中苯的回收率為，塔釜中甲苯的回收率為，求：(1)塔頂儲出液及釜液的組成；(2)精儲段與提儲段操作線方程；(3)回流比與最小回流比的比值；(4)全回流操作時，塔頂?shù)谝粔K板的汽相莫弗里板效率為， 全凝器液相組成為，求由塔板第二塊的汽相組成。(解：1)(解：1)詈0.97;篝據(jù)0.95；FDW150;FxFDxDWxW1500.4解得：D62.7kmol/h;W87.3kmol/h;xd0.928;xW0.0208(2)解得：D62.7kmol/h;W87.3kmol/h;xd0.928;xW0.0208(2)精微段操作線方程:0.928410.8x0.186提儲段操作線方程：yLqFLqFWWxwLqFWRDqF Wxw x RDqFWRDqFW462.70150 87.30.0208 x 462.7015087.3 462.7015087.31.53x0.011

q線方程為：yq Xf——x 1q1飽和蒸汽進料時:q=0,故由上式得：yqXf0.4xqyq(~~1)y^0.40.2132.47(2.471)0.4RminXd yq 0.9280.4 q線方程為：yq Xf——x 1q1飽和蒸汽進料時:q=0,故由上式得：yqXf0.4xqyq(~~1)y^0.40.2132.47(2.471)0.4RminXd yq 0.9280.4 2.82yq xq 0.40.213RRmin41.422.82Emvyn*ynEmv1y_^2 0.6y〔y2y1 Xd0.98;y2xi(全回流操作線方程為yn1 xn)* Xiy1 1( 1)Xi2.47y211.47y20.98、22.47y2 y211.47y20.6y0.9523、某連續(xù)精儲塔進料液中含易揮發(fā)組分55%(mol%,下同),與此相平衡的汽相組成為75%,要求塔頂產(chǎn)品含易揮發(fā)組分95%,飽和液體進料。求：(1)最小回流比；(2)若加料板上液體組成與進料組成相同，回流比為時，求進料板上一板流下的液體組成。解：(1)飽和液體進料時:q=1由q線方程：y—xq1在最小回流比下，操作線與x—得：Xq Xf 0.55；由已知：yq 0.75q1q線交點坐標(xq,yq)位于平衡線上，故Xd yqRminyq xq0.950.750.750.55(2)R1.5;由精儲段操作線方程y上有:R1x0.621.5 0.95x0.620.75 x 1.51 1.514、在連續(xù)精儲塔中，精儲段操作線方程 y=+,q線方程為y=一十,求：

(1)回流比R和儲出液組成XD；(2)進料的q值，并判斷進料狀態(tài)；(3)當進料組成為時，精儲段與提儲段操作線交點處 Xq值為多少?解：(1)精儲段操作線方程為：y解：(1)精儲段操作線方程為：yR1R1R故有：R1XDR10.750.2075R故有：R1XDR10.750.2075解得:R3xD0.83(2)q線方程為：y，xq1故有：-q- 0.5q1解得：q0.333因0q0.3331,(3)由y0.75x0.2075y0.5x1.5xFxfxl(或—1.5xf)

q1故：進料為汽液混合進料xf0.44 解得：xq 0.362q5、某精儲塔用于分離苯 甲苯混合液，泡點進料，進料量30kmol/h,進料中苯的摩爾分率為，塔頂、塔底產(chǎn)品中含苯分別為和，采用回流比為最小回流比的倍，操作條件下 ，試求：()塔頂、塔底的產(chǎn)品量；(2)若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板，求離開第二塊板的蒸汽和液體組成。解：(1)FDWFx解：(1)FDWFxf DxdWxw30DW300.50.95D0.10W解得：W15.9kmol/h;D14.1kmol/h(