化工原理吸收传热习题

吸收习题一、 分析与判断1在密闭容器内存在某种低浓度水溶液,容器内压强为,溶液温度为,溶质含量为，试问：1）若将N2压入容器,则E H ；2)若溶液温度下降,则E H m ；3）注入溶质,则E H ;答：）不变,不变,变小，不变当密闭容器内压入N2时,相当于容器内的总压增加，总压变化时，对均无影响，故E、不变，溶质的含量也不变,平衡分压不变，然而,，总压增加,故m变小.)变小，变大，变小，变小若溶液的温度下降，则平衡分压变小，E、H均受温度的影响,E变小，H变大，变小。3)不变，不变,不变,变大注入溶质A时,体系的温度压强均不变，此时物系的E、H、均不变,而注入A后，溶液中溶解的溶质含量变大，故变大。2、某吸收过程，已知气相传质系数与液相传质系数的关系是，则此时气相传质推动力 ,液相传质推动力。（大于、等于，小于,不确定）答：不确定。题中未给出平衡关系,两个传质系数相差又不大,所以无法判断是气膜控制过程还是液膜控制过程.3、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量,传质推动力将 ,设备费用将 （增大、减小,不变)答:减小，增大减小吸收剂的用量，则吸收过程的推动力降低，即传质推动力减小，达到原来的分离要求所需的填料层的高度增加，所以设备的费用将增大。4、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，则将发生什么情况： .答:气体出塔含量增大，达不到设计要求，液体出塔含量也增大。吸收剂入塔量减小，吸收的推动力下降，由于原定的最小液气比对应着原分离要求，虽然操作的液气比小于原定的最小液气比,操作仍然是吸收操作，只是此时对应的分离要求发生了变化，由于液气比下降，所以操作无法达到原来的设计要求,气体出塔的含量将增大；而又由于操作的温度、压强不变,所以吸收的平衡关系不变，入塔的气体组成不变,故液气比越低,对应的出塔的液体组成越接近平衡组成，故液体出塔含量也增大。5、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂用量增加，试判断下列参数变化情况并绘出新工况的操作线：出塔液体 ，出塔气体 ，回收率 （增大、减小，不变,不确定） 题5附图 题6附图答：减小，减小，增大,吸收剂用量L增加，则增大，增大,减小；填料层高度不变，减小，增大，减小,根据传质单元数关联图,增大,而、均不变,故减小，回收率增大;L增大,操作线的斜率变大，而 、均不变,故操作线上端与平衡线的距离变大，出塔液体的组成减小。出塔液体减小,塔底的推动力变大,出塔气体减小，塔顶的推动力变小，故的变化不确定。新工况的操作线如图所示 第5题答案图 第题答案6、低浓度逆流吸收操作中,原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高,试绘出新工况的操作线。答：因为其他条件不变,变高，则变大，塔顶的推动力变小，故新工况下的操作线必然下移，且与原工况的操作线的斜率相等。新工况的操作线如图所示。7、吸收操作中,原工况下气体进塔量为V，进出塔的含量分别为、.由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量的方法后,使、保持不变。则与原工况相比，被吸收溶质总量 ,平均推动力 (增大，减小，不变,不确定)。答：不变，减小吸收过程中被吸收的溶质量为：，由于改变前后的、均不变,故被吸收的溶质量不变； ，吸收剂用量L增加,则增大，增大，减小；填料层高度不变,减小，增大,、不变,增大，故减小.、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低其他条件不变时,试判断下列参数变化情况并绘出操作线：相平衡常数 , ，推动力 ，回收率 ，出塔 ，出塔 （增大,减小，不变,不确定). 第8题图 第0题图答:减小，增大，不确定,增大，减小，增大吸收剂温度降低,则相平衡常数减小，m减小，则增大,减小；填料层高度不变，减小,增大,不变，根据传质单元数关联图，增大，、不变，所以减小，回收率增大,减小，操作线的斜率不变,、不变,操作线平行下移，与的交点右移，增大，增大,增大，故的变化趋势不能确定.变化后的操作线如图。9、低浓度逆流吸收操作中,当气体进口含量下降,其他条件不变时,则气体出口含量 ,液体出口含量 ,被吸收溶质总量 ,回收率 ,推动力 , （增大,减小，不变，不确定）答:减小，减小，减小,不变，减小，不变其他条件不变,则不变,根据传质单元数关联图，不变, 不变，下降， 第9题答案图 第0题答案图所以，气体出口含量也减小，吸收操作线的斜率不变，所以吸收操作线平行下移,所以吸收的平均推动力减小，回收率减小，也不变，推动力减小,不变，所以，液体出口含量减小，因为吸收率下降,被吸收的溶质总量减小。13、对解吸因数的系统进行逆流吸收，当塔高为无穷大时，塔顶气相出口含量 ，塔顶气相入口含量 ；若系统压力增加为原来的倍，其他条件不变，则此时 ， (大于,等于，小于，不确定）。答：等于，大于，大于，等于同上图4、在吸收、解吸联合操作中,维持吸收塔L、V、y，解吸气入塔含量和两塔操作温度、压力均不变，现减少解吸气用量，与原工况相比,新工况下离开解吸塔的液体含量 ,离开吸收塔的气体含量 ，离开吸收塔的液体含量 ,吸收塔平均推动力 ，吸收塔的回收率 （增大，减小，不变，不确定)。答：增大，增大，增大，减小，减小解吸气的用量减少，解吸的推动力减小,故离开解吸塔的液体含量增大，解吸的操作线的斜率变小，在1不变的条件下，线的位置上移，故出塔的气体含量增大，其他条件不变，x2增大，则吸收塔的平均推动力减小，回收率减小，NOL不变，A不变,故不变,增大，故也增大.第三章 传热习题一、 填空题。三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其他条件不变时,若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变( ）,第二层与第三层的界面温度变（ )。答:变小,变小.2.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( ）。答:减小，增加。冷凝传热系数与温差的/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小;冷凝传热量与温差的34次方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。3。在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热,若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（ ）。答：下降4在高温炉外设置隔热档板,挡板材料的黑度越低，则热损失越( ）.答:越小。黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（ ）倍。答：1沸腾传热设备壁面越粗糙,汽化核心越（ ）,沸腾传热系数越( ）。答：多，大7.苯在内径为20m的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为2W(m2.）。如果流量和物性不变,改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数变为（ ）/(m2）。答：612 002 =0.0 = =0。82 =0。482=048220=62/(）8某液体在一直管内(忽略进口段的影响）稳定强制湍流流动，该管内径为2mm,测得其对流传热系数为a，现将管内径改为27mm,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的.917倍;若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的.2倍；知: 求：解：(1） 由 ，得 (2） 由 ，得 ,所以 在一内钢管为f00mm的套管换热器中，将流量为 00kg/h的某液态烃从10C冷却到C，其平均比热为2380/(kgK）.环隙逆流走冷却水，其进出口温度分别为4C和50,平均比热为414 J/（kgK）。内管内外侧对流传热系数分别为2000W（m2K）和3000W/（m2K),钢的导热系数可取为45W/(mK）.假定热损失和污垢热阻可以忽略。试求：冷却水用量79kg/;基于内管外侧面积的总传热系数；对数平均温差32.7;内管外侧传热面积3175m2。解：(1） 由 得 (2） 所以 (3) ()由 得 二、选择题1。某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为10,空气进口温度为0,出口温度为80，则此套管换热器内壁温度应是（ )。A 接近空气平均温度 接近饱和蒸汽和空气的平均温度C 接近饱和蒸汽温度答：C2测定套管换热器传热管内对流传热系数i,冷流体走传热管内,热流体走套管环隙，冷热流体均无相变。冷流体的流量及进、出口温度均可测量。且测量的精确度基本上相同。用公式 =Q/iti求i时，式中的Q用下面( )公式计算。A =Wcp，c（t2-t1） B WhC，h(12） C =cCp，c（t-1） 和Q=WhCp，h（T1-2)均可以。答:A。在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。（冷凝液在饱和温度下排出)，饱和蒸汽应走（ )A 壳程 管程 C 壳程和管程都可以两流体在换热器中必须（ )流动。A 逆流 并流 C 逆流和并流都可以答：A，传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是（ ）。A 管壁热阻 B 污垢热阻 C 管内对流传热热阻D 管外对流传热热阻答：5。下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是( ). 设置折流板； B 增大板间距C 换热器采用三角形排列； 增加管程数答：A,6。在确定换热介质的流程时,通常走管程的有( ），走壳程的有（ ）。A 高压流体； B 蒸汽； C 易结垢的流体； 腐蚀性流体 粘度大的流体 F 被冷却的流体答：A，；，F7。下面关于辐射的说法中正确的是( ）。A 同一温度下,物体的辐射能力相同;B 任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关; 角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；D 只要物体与周围环境的温度相同,就不存在辐射和吸收过程答：B，C.下面各式表示单位传热面积热阻的为（ )A / 1/ D/b E t F 1/K答：B，C,文中如有不足，请您指教！8 / 8