化工过程分析与合成换热网络综合试题
换热网络综合
一换热网络有2个工艺热物流和2个工艺冷物流，数据如下表所示。若热、冷物流间最小允许传，试用问题表格法确定该过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热温差C
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热负荷，并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。
完整版化工单元操作试题含答案
《化工单元操作》试题 使用教材：化工单元操作试题范围：全册 出版社：化学工业出版社版次：第一版 学校名称： 一、填空题 1.化工单元操作主要包括：机械过程、物质传递过程、热力过程、 、。 2反应系统的三大平衡指的是、、三大平衡。 3.流体的粘度随温度而变化，流体的粘度随温度升高而， 气体的粘度随温度的升高而。 4.热力学温度和摄氏度的换算关系为。 5. 和是使气体液化的有效手段。 6.精馏与蒸馏的的区别在于。 7.回流比是影响分馏操作和的重要因素。 8.能自动排泄介质，防止设备或管路破坏，压力正常后又能自动闭合，具有这种作用的阀门叫。 9.相对挥发度愈大，液体混合物分离愈。 10.在分馏塔中沸点最或最高的组分最易从塔顶馏出。 二、单项选择题
1.有关单元操作的叙述错误的是（） A.是化工生产过程的核心 B.是《化工单元操作》的研究对象 C.是基本物理操作 D.用于不同的化工生产过程中其基本原理和作用相同 2.化工原理中的“三传”是指（） A.动能传递、势能传递、化学能传递 - 1 - B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、质量传递、热量传递 3.下列操作不属于单元操作的是（）。 A.流体输送 B.传热 C. 氧化还原反应 D. 过滤 4.下列哪种设备不是属于沉降设备（） A.沉降槽 B.旋风分离器 C.降尘室 D.袋滤器 5.热量传递的基本方式是（） A.恒温传热和稳态变温传热 B.传导传热、对流传热与辐射传热 C.气化、冷凝与冷却 D.导热给热和热交换 6.在精馏塔中，加料板以上（不包括加料板）的塔部分称为（） A.精馏段 B.提馏段 C.进料段 D.混合段 7.对于一定分离任务的分馏塔，若在最小回流比下操作，所需的理论
化工过程的分析与综合
化工过程的分析与综合 综述 学号：201044143 姓名：尹麒 班级：化工1001
题目：关于化工过程分析与计算机模拟的综述 前言：化工过程分析与计算机模拟是现代化学工程研究和实践的重要手段。通过对过程的分析和模拟可以加深对过程的理解，掌握过程变化的趋势，缩短过程研究和开发的进程，或者说用以秒为单位的计算机世界来换得以月或年为单位的工程时间，而且还可以大大节约人力和物力。对于一个化工过程，常需要进行详细考察，以及尽可能达到最优化的条件。这样的深入了解是属于过程分析的内容，它涉及对整个过程及其组成部分有关的各种影响因素。实际情况是，过程分析对设计中过程的流程和技术条件的选择，对运转中过程的操作控制、考察和改进，以及对过程的研究和开发都是很重要的。 正文：（1）化工过程的分析 分析是对任何具有明确界限的事物，即系统的详细考察，以求了解其特性，常是与一定的目的相联系的。过程分析是对一过程的特定问题的认识并探求问题的解决途径和方法。过程分析早就被化学工程师所用。对于一个正在运转中的化工过程，人们首先可以对它的各个方面进行直接观察，对现场数据加以分析研究，但这是有一定限度的，因现场条件常是不能随意改变的。在过程的开发和设计中，实际过程还未建立，就不能对它进行直接视察，对一些影响因素及其相互关系的考察，一种习用的方法是建立一个小型或中型的实际过程来进行实验观察。此外，也可通过数学计算加以考察。在不久的过去，由于计算方法的限制，对数学的利用有限，因此通过计算对复杂得实际过程进行分析是很困难的，甚至是不可能的。由于现代计算机的应用，我们可以很好的解决复杂得数学问题，现代应用电子计算机进行过程分析的一般步骤可用图1—1表示。
夹点温度合成换热网络的理解
)(s t p T T W c Q H -==?利用夹点温度合成换热网络 摘要：化工生产中存在着大量的需要换热的工段，有些需要加热，有些需要冷却或冷凝。如果能够合理地设计好换热网络系统，就可以最大限度地减少公共供热或供冷，而且还可能减少设备投资，达到节能的目的。夹点技术（Pinch Technology ）是合成换热网络常用的综合设计技术。利用该技术设计合成公共供热或供冷最小的换热网络，在降低能耗，减少投资，保护环境等方面成效显著。 关键词：夹点技术、夹点的确定及意义、换热网络合成 1.夹点技术 夹点技术是以热力学为基础，从宏观的角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统的用能“瓶颈”所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。夹点限制了换热网络可能达到的最大热回收。用夹点技术设计合成的换热网络，可推广应用于整个过程系统的能量分析与调优。目前，夹点技术在实际中应用广泛，取得较好的成效。我国高校，设计部也已将夹点分析方法用于原油预热系统的节能改造，取得满意效果。 1.1温焓图 用温焓图（T-H 图）能够简单明了地描述过程系统中换热网络中物流的热特性。在温焓图上可以用一段线段或曲线描述物流的换热过程。例如，当某一工艺物流从供应温度Ts 加热或冷却到目标温度Tt,其所需的热量或冷量（该过程的 焓差）为 式中，W 为质量流率kg/h;Cp 为比热容,kJ/kg.K; 由此，就可在温焓图中画出表示物流温度及热量的变化的直线。若Q 为负值，表示物流被冷却，需要冷量，在图中的直线为有一条箭头指向左下方的直线；若Q 为正值，表示物流被加热，需要热量，在图中的直线为有一条箭头指向右上方的直线。若为一水平线，则表示为饱和物质流体的焓变，过程中温度保持不变。若为曲线，则表示为多组分物质流体的热量变化。 1.2组合曲线 在一个过程系统中，会有多股热物流和冷物流，在研究过程中，常常把多股物流在温焓图中有机结合在一起，同时考虑冷热物流的匹配换热问题，这样才更有意义。因此，即需在温焓图中画出组合曲线。 在温焓图中，可做出多股热物流和多股冷物流的热组合曲线和冷组合曲线。即把相同温度间隔内物流的热负荷累加起来，然后在该温度间隔中用一个具有累加热负荷值的虚线物流来代表即可。
化工原理传热部分模拟试题及答案
化工原理传热部分模拟试题及答案 一填空 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热 系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是傅立叶定厂。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻小 (大、小)一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于:値大(大、小)一侧的流体温度。由 多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大(大、小)，其两侧的温差愈大(大、小)。 (3) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 小_，其两侧的温差愈小。 (4) 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内(或热边界层内) ________ ，减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程 度以提高传热系数。 ⑹厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b i>b2>b3，导热系数 在稳定传热过程中，各层的热阻R > R 2 > R 3,各层导热速率Q = Q 2 = Q 3。 (7) 物体辐射能力的大小与黑度成正比，还与温度的四次方成正比。 (8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。 (9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括自然对流、泡核沸腾和膜状沸腾三个阶段。实际操作应控制在泡核沸腾。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增 加而增加。 (10) 传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。热传导的基本定律是一傅立叶定律- a 其表达式为___dQ= - ds 一 ___。 cn (11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 1.74 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48倍。(设条件改变后仍在湍流范围) (12) 导热系数的单位为W/ ( m「C) _____ ，对流传热系数的单位为W/ ( m「C) ，总传热系数的单位为w/ ( m?C)___________ 。 二、选择 1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度—D—耐火砖 的黑度。 A 大于 B 等于C不能确定 D 小于 2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动)，使空气温 度由20C升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则 此时的传热温差应为原来的A倍。 A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 3 一定流量的液体在一25 x 2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数:i=1000W/m i - C；如流量与物性都不变，改用一19x 2mm的直管，则其：?将变为 D 。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4对流传热系数关联式中普兰特准数是表示_C ____ 的准数。
化工单元操作思考题
化工单元操作思考题 离心泵思考题 1．为什么离心泵启动前一定要打开入口阀灌泵？ 答：离心泵开始工作时，若泵内有气体因为空气的密度比液体的密度小得多，在叶轮旋转时所产生的离心力不足以在泵内造成足够的真空度（真空度很小），贮槽液面和泵入口处的静压差很小，不能推动液体进入泵内，产生气缚。因此，在开泵前必须使泵的吸入系统内充满液体，也就是灌泵。 2．为什么离心泵启动前要关闭出口阀？ 答：离心泵是靠叶轮的高速旋转将液体甩出泵外，流量越大，所消耗的功率越大，当流量为零时轴功率最小，所以离心泵启动时，为了减小启动功率，保护电机，可将出口阀关闭。待电机运转到额定转速后，再逐渐打开出口阀。 3．离心泵为什么会抽空？泵抽空有哪些现象，如何处理？ 答：泵抽空原因是由于泵运转中进入泵内的液体不能满足需要，发生供不应求的现象，而这时泵还在高速运转，就会抽空。 泵抽空的原因：（1）塔、罐、容器的液面低或空；（2）油品带水，温度高会气化；（3）入口阀开得过小；（4）两泵同时运行（5）入口阀未打开或芯掉；（6）入口阀堵。 泵抽空的现象：压力、电流下降并波动、流量小或无、管线发出“叮、叮”响声，管线、泵体剧烈振动、严重时造成密封漏或泵盖垫漏。 处理方法：（1）关小出口阀，开打入口阀，并打开放空阀进行排气；（2）提高吸入泵液位，如液面低，可停泵，待液面上升后再启动；（3）若抽空时密封漏，可进行换泵；（4）若进口管线堵塞，要吹扫管线；入口阀芯坏掉要更换泵。4．离心泵轴承发热的原因是什么？有何危害？如何处理？ 答：原因；（1）润滑油（脂）液面过高或过低、变质、脏；（2）冷却水、封油不足或管路堵；（3）滚珠架松、落、卡、花点；（4）安装质量差；（5）同心度不正；（6）机泵振动（7）机环甩脱或不转；（8）超负荷运行。 严重时，会烧坏轴承，造成停泵，给生产带来损失最大。 处理：（1）调整液面或换油（2）搞通管路，加大油量或封油量（3）更换轴承（4）联系谦恭处理。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案 一、选择题： 1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）C A 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值； B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异； C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体 的物性无关； D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手； 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程 的有（ ）。Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ 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； 3、影响对流传热系数的因素有( )。A 、B 、C 、D 、E A 、产生对流的原因； B 、流体的流动状况； C 、流体的物性； D 、 流体有无相变；E 、壁面的几何因素； 4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热 至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措 施是：A A 、不可行的； B 、可行的； C 、可能行，也可能不行； D 、视具 体情况而定； 解：原因是：流量不变 2d u =常数 当管径增大时，a. 2/u l d ∝，0.80.2 1.8/1/u d d α∝= b. d 增大时，α增大，d α∝ 综合以上结果， 1.81/A d α∝，管径增加，A α下降 根据()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴ 21 12ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 12 1 ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓
化工单元操作与控制(杨成德)09187习题解答项目一
化工单元操作与控制 习题集 顾晓吴，郑剑编 健雄职业技术学院 化学工程与生物技术系 化工技术工程中心
目录 项目一输送系统的操作与设计 (1) 项目二换热系统的操作与控制 (9) 项目三过滤设备的操作与控制 (19) 项目四干燥设备的操作与控制 (21) 项目五蒸馏系统的操作与控制 (28) 项目六吸收系统的操作与控制 (37) 项目七萃取系统的操作与控制 (49)
习题1 附图 1 2 h 1 项目一 输送系统的操作与设计 1． 根据附图所示的双液体U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m 3和998 kg/m 3，压差计的读数R ＝300mm 。两扩大室的内径D 为60mm ，U 管的内径d 为6mm 。 解：已知d=6mm, D=60mm, R=300mm=0.3m, ρ水=998kg/m 3, ρ液=920kg/m 3。由U 型管压力计可知，右边的液面较左面的液面高度差为 mm m D d R h 3003.04 /601463004/142222==????=??=ππππ ()()).6Pa(256300.081.99203.09.81920998gh gR 表压油油水=??+??-=+-=∴ρρρP 2． 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa （表压），试求水封管插入液面下的深度h 。 解：已知P=10Kpa ，ρ=998kg/m 3，由公式gh P ρ=可知： 02m .19.8)/(9981010g /P h 3=??==ρ 3． 硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。 已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3 /h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解：已知V s =9 m 3/h, ρ=1831 kg/m 3, d 1=76mm-4mm ?2=68mm=0.068m, d 2=57mm-3.5mm ?2=50mm=0.05m, 故可得 (1) 4.58kg/s 16479kg/h 18319V m m s s2s1==?=?==ρ (2)689m/s .0h /4m .24794/068.0.1439 4/d V u 22 1s s1==?== π 27m/s .1h /7m .45834 /05.0.1439 4/d V u 2 22s s2==?== π (3))/(8.12614 /068.014.3 4.58 4/m m G 22 21s11s11s m kg d A ?=?=== π )/(8.23334 /05.014.3 4.584/m m G 2 2 22s22s22s m kg d A ?=?=== π 4． 在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103 Pa ，在北京操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强， 真空表的读数应为多少？兰州地区的平均 习题2 附图
化工原理传热习题及答案汇总
化工原理习题及答案 第五章传热 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 2.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1000w 3.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm 4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s,此时传热系数α=_____________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=3.81(kw.m.K) 5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s,此时传热系数α=________________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=5.26(kw.m.K) 6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。 ***答案*** q=αA△t w.m.K 7.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K 8.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K 9.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导热对流热辐射 10.（6分）圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.αλ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd 946(w.m.K) 11.（4分）某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的
电大职业技能实训平台化工单元操作技术试题及答案
化工单元操作技术 1、小批量、多品种的精细化学品生产适用于( )过程。间歇操作?? 2、催化剂按形态可分为( )。固态液态气态 3、氯乙烯聚合只能通过( ) 自由基聚合? 4、透平式压缩机属于( )压缩机。离心式 5、釜式反应器的换热方式有夹套式、蛇管式、回流冷凝式和( )。外循环式 6、催化剂中毒有( )两种情况。.暂时性和永久性? 7、裂解乙烯过程正确的操作条件是( )。高温、高压、短时间 8、CH4+H20=CO+3H：+Q达到平衡时，升高温度化学平衡向( )移动。正反应方向 9、对属于易燃易爆性质的压缩气体，在启动往复式压缩机前，应该采用( )将缸内、管路和附属容器内的空气或其他非工作介质置换干净，并达到合格标准，以杜绝爆炸和设备事故的发生。氮气 10、工业上固体催化剂是由( )组成的。活性组分、助催化剂和载体 11、俗称“人造羊毛”的聚丙烯腈纤维（即腈纶）的缩写代号是( )。PAN
12、薄层固定床反应器主要用于( )。快速反应 13、任何牌号的聚丙烯必须要加的稳定剂是( )。卤素吸收剂 14、气固相催化反应器分为固定床反应器和( )反应器。流化床 15、平推流的特征是( )。流体物料的浓度和温度在与流动方向垂直的截面上处处相等，不随时间变化 16、乙炔与氯化氢加成生产氯乙烯，通人反应器的原料乙炔量为1000kg/h，出反应器的产物组成中乙炔含量为300kg/h，已知按乙炔计生成氯乙烯的选择性为90%，则按乙炔计氯乙烯的收率为( )。63% 17、化学反应热不仅与化学反应有关，而且与( )。与以上三种情况都有关 18、间歇式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成( )。相同? 19、熔融指数与相对分子质量的关系是( )。熔融指数高，分子量低 20、对于纯物质来说，在一定压力下，它的泡点温度和露点温度的关系是( )。相同 21、化工生产过程是指从原料出发，完成某一化工产品生产的全过程，其核心县口( )。工艺过程 22、一个反应过程在工业生产中采用什么反应器并无严格规定，但首先以满足( )为主。工艺要求
沈阳化工大学-期末复习-化工过程分析与综合解析
化工过程分析与综合 化工优创1202班 前言 一、考试题目类型： 1.填空 2.选择 3.问答 4.大题 二、考试重点 1.自由度计算（必有大题） 2.信息流图、信号流图、矩阵等转化（必有大题） 3.最大循环网络断裂（必有大题） 4.信号流图与方程转化（必有大题） 5.分离序列 6.夹点技术 三、考试类型：开卷考试（=_=||），红色的都是重点！！！
第一章绪论 1.1 基本概念 （1）化工过程：用适当的原料经过一系列物理单元操作和化学反应的单元过程而转化为合乎需要的产品的过程。P1 （2）过程系统工程：是一门综合性的边缘学科，它以处理物料——能量——资金——信息流的过程系统为研究对象，其核心功能是过程系统的组织、计划、协调、设计、控制和管理；P1 （2）化工过程工业要求：最优设计、最优规划、最优决策、最优控制、最优管理；P1 （3）过程系统工程研究内容：过程系统模拟，包括稳态过程系统模拟和动态过程系统模拟；过程系统综合；过程系统操作与控制，包括数据筛选与校正、过程操作优化、过程安全监控及事故诊断、操作模拟培训系统；间歇过程的设计与操作优化；人工智能技术应用。P3 （4）系统：为了在给定条件下实现一定目的，由若干互有联系、彼此影响的事物组成的一个统一整体。 （5）参数优化：在一已确定的系统流程中，对其中的操作参数（如，T、P、Vs）等进行优选，以满足某些指标（如，费用、能耗、环境影响等）达到最优。 （6）结构优化：改变过程系统中的设备类型或相互间的联结，以优化过程系统。
第二章单元过程的模拟 2.1基本概念 （1）化工单元过程数学模型分类（P6）： 一、按对象的时态本质来看，可以分为稳态模型与动态模型。 二、按模型建立的方法来看，可以分为机理模型与经验模型。 三、按过程对象的数学描述方法不同，可以分为集中参数模型和分布参数模型。 四、按对象的属性不同，可以分为确定性模型和随机模型。 2.2基本公式 （1）自由度计算公式： ∑= + + + - + + = n i g r e S C 1 i )1 ( )2 ( d n——输入流股数Ci——第i个输入流股组分数 S——分支输出流股数e——与物料无关的能量流和压力引入的自由度r——独立反应数 g——几何自由度，通常=0 （2）守恒关系式（P35） 一、物料质量平衡 质量累积速率=质量流入系统速率-质量流出系统速率 二、组分j的物料平衡 组分j累积速率=由外界环境进入该系统的组分j的速率-由系统排出的组分j的速率 三、能量平衡 系统能量积累速率=外界物流带入系统能量-系统流出物流带出能量+环境通过系统边界传递能量+系统中反应产生能量+通过环境做功产生的能量
传热练习题2_化工原理
传热 一、填空 1、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放（），这是因为（）。 2、某物体（可近似为灰体），在20℃时，其黒度为ε=0.8，则其辐射能力的大小为 （），其吸收率为（）。 3、管内对流传热，流体内温度梯度最大是在（），原因是（）。 4、膜系数α越（），液体核状沸腾时，△t越大，α越（）。 5、在一列管换热器中用壳程的饱和蒸汽加热管程的液体（无相变），若饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大，而液体的流量和进口温度不变，则液体出口温度（），蒸汽侧的对流传热系数（）。 6、某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液，现发现溶液的出口温度比原来低，检查溶液的初温和流量均无变化，请列举二个可以导致上述现象的原因：①（）②（） 7、常见的列管换热器折流板型式有（），（）。 在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是（），缺点是（）。 8、随着温度的增加，空气的黏度（），空气的导热系数（）。 9、某一段流体流过一段直管后，在流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段传热系数（），因为（）。 10、角系数取决于换热物体的（），（）和（），而与（）和（）无关。 11、基尔霍夫定律的表达式为（），该定律的前提假设条件是（）。 12、在空气—水换热的换热器中，为强化传热可能采取的措施有哪些（）， 传热壁面的温度接近于（）的温度。 13、列管换热器中，若冷热两种流体的温度差相差较大，则换热器在结构上常采用（）办法，常用的结构形式有（）。 14、化工生产中常以水蒸汽作为一种加热介质，其优点是（）。水蒸汽冷凝时应及时排除不凝性气体，其原因是（）。 15、大容积中的饱和沸腾传热可分为（），（）和（），而在工业生产中常在（）阶段操作。 16、一回收烟道气热量的废热锅炉，在流程安排上，烟道气（入口温度为60℃）应走（），水（入口温度为90℃）应走（），主要是为避免（）。 17、三层圆筒壁热传导过程，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同，在其它条件不变时，若将第二层和第三层的材质互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。 18、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（）。 19、在管壳式换热器中热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程改为双程，则传热温度差（）。 20、在高温炉外设置隔热挡板，挡板材料黑度愈低，热损失愈（）。 21、写出两种带有热补偿的列管换热器名称①（），②（）。 22、斯蒂芬—波尔茨曼定律的数学表达式为（），它表示（ ）。 23、327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的（）倍。 24、若换热器中流体温度变化较大，总传热系数随温度变化大时，传热面积可采用（ ）求之。 25、沸腾传热设备壁面越粗糙，气化核心越（），沸腾传热系数越（
化工原理课件传热习题201111
第四章 传热 一、填空题： 1、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 材料包在内层，其原因是 ， 导热系数小的 减少热损失 降低壁面温度 2、厚度不同的三种平壁，各层接触良好，已知 321b b b >>；导热系数321λλλ<<。在稳定传热过程中， 各层的热阻R 1 R 2 R 3 各层的导热速率Q 1 Q 2 Q 3 在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而—————————— 。 解①R 1>R 2>R 3 ， Q 1=Q 2=Q 3 ②降低 3、 ①物体辐射能力的大小与 成正比，还与 成正比。 ②流体沸腾根据温度差大小可分为 、 、 、三个阶段，操作应控制在 。 因为 4 0100? ?? ??==T c E E b εε ∴E ∝T 4 ，E ∝ε ②自然对流 泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腾段 4、 ①列管式换热器的壳程内设置折流的作用在于 ，折流挡板的形状有 等。 ②多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 ；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度 。 解①提高壳程流体的流速，使壳程对流传热系数提高 ， 园缺形（弓形），园盘和环形②最大 ， 最小 5、 ①在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管 ；易结垢的流体走管 ；高压流体走管 ；有腐蚀性液体走管 ；粘度大或流量小的流体走管 。 ①外， 内 ，内 ， 内 ， 外 6、①在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在 程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 。 ②列管换热器的管程设计成多程是为了 ；在壳程设置折流挡板是为了 ； 解 ①壳程 ， 排放不凝气，防止壳程α值大辐度下降 ②提高管程值 α ， 提高壳程值α 7、①间壁换热器管壁 w t 接近α 侧的流体温度；总传热系数K 的数值接近 一侧的α值。 ②对于间壁式换热器： m t KA t t Cp m T T Cp m ?=-=-)()(122' 2211'1等式成立的条件 是 、 、 。 解①大 ， 热阻大 ②稳定传热 ， 无热损失 ， 无相变化 8、①列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是 。 ②等温面不会相交，因为 。 解①增大壳程流体的湍动程度，强化对流传热，提高α值，支承管子 ②一个点不可能具有两个不同的温度 9、①由多层等厚度平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就愈 ，其两侧的温度差愈 。 ②为了减小高温发热体辐射热的散失，可采用在发热体之外设置 的措施。
换热网络设计
一.简介： 化学工业是耗能大户，在现代化学工业生产过程中，能量的回收及再利用有着极其重要的作用。换热的目的不仅是为了改变物流温度使其满足工艺要求，而且也是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。在许多生产装置中，常常是一些物流需要加热，而另一些物流则需要冷却。将这些物流合理的匹配在一起，充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收能力，尽可能减少蒸汽和冷却水等辅助加热和冷却用的公用工程（即能量）耗量，可以提高系统的能量利用率和经济性。换热网络系统综合就是在满足把每个物流由初始温度达到制定的目 标温度的前提下，设计具有最加热回收效果和设备投资费用的换热器网络。 我们主要介绍利用夹点技术对换热网络进行优化。通过温度分区及问题表求出夹点及最小公用工程消耗，找出换热网络的薄弱环节提出优化建议，寻求最优的匹配方法。再从经济利益上进行权衡提出最佳的换热网络方案。提高能量的利用效率。 二.换热网络的合成——夹点技术 1、温度区间的划分 工程设计计算中，为了保证传热速率，通常要求冷、热物流之间的温差必须大于一定的数值，这个温差称作最小允许温差△Tmin。热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小顺序排列，生称n个温度区间，热
物流按各自冷、个温区，n从而生成表示，Tn+1……T1,T2分别用．的始温、终温落入相应的温度区间。 温度区间具有以下特性: （1）.可以把热量从高温区间内的任何一股热物流，传给低温区间内的任何一股冷物流。 （2）.热量不能从低温区间的热物流向高温区间的冷物流传递。 2、最小公用工程消耗 （1）.问题表的计算步骤如下： A：确定温区端点温度T1，T2，………Tn+1，将原问题划分为n个温度区间。 B：对每个温区进行流股焓平衡，以确定热量净需求量： Di=Ii－Qi=（Ti－Ti+1）（∑FCPC－∑FCPH） C：设第一个温区从外界输入热量I1为零，则该温区的热量输出Q1为：Q1=I1－D1=－D1根据温区之间热量传递特性，并假定各温区间与外界不发生热交换，则有：Ii+1=Qi Qi+1=Ii+1－Di+1=Qi－Di+1 利用上述关系计算得到的结果列入问题表 (2).夹点的概念（自己画图7-3） 从图中可以直观的看到温区之间的热量流动关系和所需最小公用工程用量，其中SN2和SN3间的热量流动为0，表示无热量从SN2流向SN3。这个流量为零的点就称为夹点。 3、温焓图与组合曲线
化工原理传热试题
齐河职业中专2015—2016年第一学期月考考试 技能试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分200分，考试时间120分钟。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 卷一（选择题，共100分） 一、选择题（本大题40个小题，每小题2分，共80分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将符合题目要求的选项字母代号选出） 1.甲烷在320K和0.5MPa时的密度是（） A．3.0kg/m3 B．3000kg/m3 C．0.03kg/m3 D．0.003kg/m3 2．已知某油品在圆管中稳定的流动，其Re=500，已测得管中心处的点流速为0.5m/s，则此管截面上的平均流速为（）m/s A．0.1 B．0.15 C．0.25 D．0.4 3．当流体在管内稳定流动时，其他条件保持不变，管径为原来的2倍，则其相应的雷诺准数为原来的（）倍 A．2 B．1 C．1/2 D．4 4.离心泵开车时，为了减小启动功率，应将（） A．出口阀关小B．出口阀开大C．入口阀关闭D．出口阀关闭 5. 层流与湍流的区别是（） A、湍流的流速大于层流流速 B、流道截面积大的为湍流，小的为层流 C、层流无径向脉动，湍流有径向脉动 D、层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数 6．运动粘度v=μ/ρ，其单位为（） A．Pa.s B．Pa/s C．m2/s D．m2.s 7．水在管道中稳定流动时任意截面上流量qm1、qm2关系为（） A．qm1=qm2 B．qm1>qm2 C．qm1 化工单元操作复习题(含答案) 第一章流体流动 一、选择题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2、单位时间内流过管道任一截面积的流体质量称为 a 。 a.质量流量 b.质量流速 c.体积流量。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D A 湍流流速＞层流流速； B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数； D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6、流体的粘度愈大，它的流动性就 b 。 a.愈大 b.愈小 c.不变 7、流体在管中稳定流动时的流速与管内径的关系是 c 。 a.与管内径成正比 b.与管内径的平方成正比 c.与管内径的平方成反比 d.与管内径成反比。 8. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 9、14、真空度为0.092MPa在标准大气压下，绝对压力为 b MPa。 a.0.092 b.0.009 c.760 d.0.1013 10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 11.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。 A A. 增大； B. 减小； C. 不变。 13．流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。 A A 层流； B 湍流； C 过渡流； D 漩涡流。 二、填空题 1.1atm= mmH2O= kPa。 2.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。 3.液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。 4、若二甲胺的相对密度是0.68，则它的实际密度是 kg/m3 5、对不可压缩流体，当体积流量一定时，流速与管径的成反比；若体积流量 不变，管径减小一倍，管内流体流速为原来的倍。 6、在连通的同一种静止液体内部，同一水平面的流体压强。 7、当雷诺数Re≤2000时，流体的流动型态为；当雷诺数Re≥4000时，流体的流动型态为。 习题解答 2-1（1）d=n-m n=4(c+2) m=c+c+1+1=2c+2 d=4(c+2)-(2c+2)=2c+6 给定流入流股：2(c+2) 平衡级压力：1 所以没有唯一解 （2）存在热损失n=4(c+2)+1 m= =2c+2 d=2c+7 给定2c+5 所以没 有唯一解 （3）n=2(c+2)+2+2+1=2c+9 m=1+c+2=c+3 d=c+6 给定进料：c+2 冷却水进口温度：1 所以没有唯一解 2-2（1）N v=3(c+2) （2）物料衡算：F i Z Fi=Vy Fi+Lx Fi (i=1,2……c) 热量衡算：FH F=VH V+LH L 相平衡：y Fi=k i x Fi (i=1,2……c) 温度平衡：T V=T L 压力平 衡：P V=P L （3）N e=2c+3 （4）d= N v- N e=c+3 （5）进料（c+2）和节流后的压力（1） 2-3N x u 压力等级数 1 进料变量数 2(c+2)=4+3=7 合计9 N a u 串级单元数 1 回流分配器 2 侧线采出单元数 2 传热单元数 5 合计15 N v u=9+15=24 d=24 给定的不满足要求，还需给定入塔混合物的温度，两塔的操作压力，塔2 的回流比。 2-4N x u 压力等级数N+M+1+1+1(N 和M 为两个塔的塔板数) 进料变量数c+2 合计c+N+M+5 N a u 串级单元数 4 回流分配器 4 侧线采出单元数 1 传热单元数 4 合计10 N v u= c+N+M+5+10= c+N+M+15 d= c+N+M+15 2-5 2-6 2-7 简捷算法：Reflex Ratio：-1.3 Light Key：Methanol 0.95 Heavy Key：Ethanol 0.1585 Pressure：Condenser：1.9 公斤Reboiler：1.8 公斤 最小回流比为：3.529 实际回流比：4.588 最小理论板数：14.47 实际板数：26.18 进料板：10.47 逐板计算：27 块塔板，11 板进料，塔顶采出：31.67kmol/hr，回流比：4.6 一、名词解释（10分）： １改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。 ２识别出系统中的独立子系统，进一步识别出这些子系统中必须同时求解的方程组及其对应的循环回路或最大循环网，将系统中的节点、拟节点按信息流方向排出没有环路的序列，确定有力的求解顺序。 ３最好的设计变量选择是使设计方程得到一个开链结构。 ４质量衡算方程、相平衡方程、组分归一方程和焓衡算方程。 ５利用热力学原理，将反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度一致起来，将全过程的能量综合问题转化为有约束的换热网络综合问题。 二、判断以下问题是非（10分） （1）采用夹点设计法设计换热网络时，为保证系统的最大热回收，应避免热物流穿越夹点。（N） （2）热泵与系统热集成时，将热泵穿越夹点放置是有效的热集成。（Y） （3）两个或两个以上相连的循环回路一定构成最大循环网。（N） （4）采用断开热负荷回路的方法调优换热器网络，合并换热器后的结构除了需要保证每个单元设备热负荷为非负外，还要检验每个单元设备的传热温差是否大于或等于最小的允许传热温差。（Y） （5）R组分简单塔精馏分离序列的综合问题，可以看成是R-1阶段决策问题。 （Y） （6）系统的自由度为系统变量数减去描述系统的所有方程数。（N） （7）能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂组定义为多余断裂组。（N）（8）穿越夹点的热流量为零，则夹点处的传热推动力为零。（N） （9）利用能量松弛法调优换热器网络，调优前后系统所需的冷、热公用负荷不变。（N） （10）对于已给定热交换量的情况，通过热交换面的传热温差愈小，过程的不可逆性愈小，有效能损失小。（Y） 三、过程系统分解（15分） 1．识别不相关独立子系统； 2．断裂所有最大循环网； 3．画出迭代计算顺序图。 一填空 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的α值。间壁换热器管壁温度t W接近于α值（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。 (3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。 (4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加、或；翅片管换热器安装翅片的目的是。 (6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。 (7) 物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。 (8) 写出三种循环型蒸发器的名称、、。 (9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。实际操作应控制在。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。 (10) 传热的基本方式有、和三种。热传导的基本定律是其表达式为??????。 (11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的____倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。（设条件改变后仍在湍流范围） (12) 导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。 二、选择 1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。 A 大于 B 等于 C 不能确定 D 小于 2 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的倍。 A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 3 一定流量的液体在一φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm的直管，则其α将变为。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示的准数。 A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响 5 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的______在工程上可行。 A 提高蒸气流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸气以提高蒸气温度 D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积化工单元操作复习题(含答案)
化工过程分析与综合习题答案
大连理工化工过程合成与分析08年考题答案复习进程
化工原理传热试题