化學(xué)工程基礎(chǔ).docx

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1、1.某房間墻壁從外到內(nèi)由一層厚度為300mm的磚和一層厚度為30mm的灰泥構(gòu)成。冬季室外溫度為-12℃，墻外壁面的對流傳熱系數(shù)為h=2.5W/(m2·K)；內(nèi)壁面溫度為18℃時(shí)。忽略兩層之間的接觸熱組，求:①通過該墻體的熱流密度是多少？②兩層材料接觸面和外墻的溫度各是是多少？已知磚的導(dǎo)熱系數(shù)，灰泥的導(dǎo)熱系數(shù)。℃2.溫度為20℃的水以2.5m/s的流速流經(jīng)38mm×2.5mm的水平管。此管以錐形管與另一53mm×3mm的水平管連,如圖1－11所示。在錐形管兩側(cè)A,B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面

2、的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A,B兩截面間的能量損失為1.5J/kg,求兩玻璃管的水面差(以mm計(jì))。3.有一并聯(lián)管路輸送20℃的水，若總管中水的流量為9000m3/h,兩根并聯(lián)管的管徑與管長分別為d1=500mm，l1=1400m，d2=700mm，l2=800m。試求兩根并聯(lián)管中的流量各為多少?管壁的摩擦系數(shù)均為0.03.4.　用離心泵從井中抽水(見圖1－15),吸水量為20m3/h,吸水管直徑為108mm×4mm,吸水管路阻力損失為4904Pa。求泵入口處的真空度為多少?5.一個(gè)用于冷卻電子器件的散熱器

3、（常稱“熱沉”），如圖所示，其中L為垂在于紙面方向的尺度。熱沉底面溫度為70℃。試計(jì)算：（1）肋片的效率；（2）肋面總效率；（3）該熱沉能散發(fā)的熱量。熱沉的材料為鋁，導(dǎo)熱系數(shù)為180W/(m·K)5.用熱電偶測量管道中氣體的溫度，熱電偶的初始溫度為18℃，與氣體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10W。熱電偶近似為球形，直徑為0.2mm。試計(jì)算插入15s后，熱電偶的過余溫度為初始溫度的百分之幾？要使溫度計(jì)過余溫度不大于初始過余溫度的1%，至少需要多少時(shí)間？已知熱電偶材料的導(dǎo)熱系數(shù)67W，密度7130kg/m3，比熱容

4、228J可用集總參數(shù)法來求解時(shí)間常數(shù)：由得6.初溫為25℃流量為2.0kg/s的水，進(jìn)入直徑為50mm加熱管加熱。管內(nèi)壁平均溫為50℃，如果要求水的出口溫度為30℃，管長為多長？如果改用兩根等長直徑為20mm的管子并聯(lián)代替前一根管子，問每根管子應(yīng)為多長？（設(shè)水的物性參數(shù)不變，分別為：，，，）1），流體被加熱Nu=0.023Re0.8Pr0.4，，流體被加熱Nu=0.023Re0.8Pr0.45.一個(gè)直徑較大的液氮雙層容器，內(nèi)外壁的環(huán)形空間抽真空以便絕熱。外幣內(nèi)表面溫度為298K，發(fā)射率為0.2：內(nèi)壁

5、外表面溫度75K，發(fā)射率為0.5.試計(jì)算（1）由于輻射換熱每單位面積容器壁面的散熱量（2）為減少輻射換熱，將一塊兩面均拋光的發(fā)射率為0.02的鋁遮熱板插入環(huán)形空間中，輻射換熱減少的百分比。9.在外徑為50mm的管壁上裝有鋁制的等厚度環(huán)肋，相鄰肋片中心線之間的距離s=12mm環(huán)肋高H=16mm，厚δ=1.0mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=180W/(m·K)。管壁溫度tw=200℃，流體溫度tf=90℃，管基及肋片與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為110W/(m2·K)。試確定每米長助片管(包括肋片及基管部分)的散熱量。每

6、米（1000mm）長管子有1000/12=83.4圈，環(huán)肋長：10.用連續(xù)精餾方法分離雙組分理想混合液,原料液中含易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.40,餾出液中含易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.95。溶液的平均相對揮發(fā)度為2.8,最小回流比為1.50,說明原料液的進(jìn)料熱狀況,求q值。10.　用連續(xù)精餾塔在常壓下分離甲醇水溶液,其精餾段和提餾段操作線方程分別為y=0.63x+0.361y=1.805x-0.00966試求:(1)此塔的操作回流比;(2)料液量為100kmol/h,組成xF=0.4時(shí),塔頂餾出液量;

7、(3)q值。