7.某生产过程中需用冷却水将油从105 ℃冷却至70 ℃。已知油的流量为6 000 kg/h，水的初温为22 ℃，流量为2 000 kg/h。现有一传热面积为10 m2的套管式换热器，问在下列两种流动型式下，换热器能否满足要求： （1） 两流体呈逆流流动； （2） 两流体呈并流流动。

设换热器的总传热系数在两种情况下相同，为300 W/(m2·℃)；油的平均比热容为1.9 kJ/(kg·℃)，水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。热损失可忽略。 解：本题采用??NTU法计算 （1）逆流时

6000?2.9?103W?C?3166.7W?C 36002000 Wccpc??4.17?103W?C?2316.7W?C

3600C2316.7 CR?min??0.732

Cmax3166.7KS300?10 (NTU)min???1.295

Cmin2316.7 Whcph?查图得 ??0.622

Q??Cmin(T1?t1)

?0.622?2316.7??105?22?W?1.196?105W

?Q1.196?105? T2?T1???105???C?67.2?C?70?C 能满足要求 Whcph?3166.7? （2）并流时 CR?0.732

(NTU)min?1.295

查图得 ??0.526

Q?0.526?2316.7??105?22?W?1.011?105W

?1.011?105? T2??105???C?73.1?C?70?C 不能满足要求 3166.7??8.在一单程管壳式换热器中，管外热水被管内冷水所冷却。已知换热器的传热面积为5 m2，总传热系数为1 400 W/(m2·℃)；热水的初温为100 ℃，流量为5 000 kg/h；冷水的初温为20 ℃，流量为10 000 kg/h。试计算热水和冷水的出口温度及传热量。设水的平均比热容为4.18 kJ/(kg·℃)，热损失可忽略不计。

5000 解： Whcph??4.18?103W?C?5806W?C

360010000 Wccpc??4.18?103W?C?11611W?C

3600C5805.6 CR?min??0.5

Cmax11611KA1400?5 (NTU)min???1.21

Cmin5805.6查图得 ??0.57 5传热量 Q??Cmi(T?t) 1n1 ?0.575?5805.6??100?20?W?2.67?105W ??T1?T2100?T2??0.575 T1?t1100?20解出 T2?54℃ CR?t2?t1t?20?2?0.5 T1?T2100?54解出 t2?43℃

第五章 蒸发 （一）例题

1、某平壁燃烧炉由一层厚100mm的耐火砖和一层厚80mm的普通砖砌成，其导热系数分别为1.0W/(m?C)及0.8W/(m?C)。操作稳定后，测得炉壁内表面温度为700C，外表面温度为100C。为减小燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚度为30mm，导热系数为0.03W/(m?C)的保温材料。待操作稳定后，又测得炉壁内表面温度为900C，外表面温度为60C。设原有两层材料的导热系数不变，试求（1）加保温层后炉壁的热损失比原来减少的百分数；（2）加保温层后各层接触面的温度。（上216）

2、在某管壳式换热其中用冷水冷却油。换热管为?25mm?2.5mm的钢管，水在管内流动，管内水侧对流传热系数为3000W/(m?C)；油在管外流动，管外油侧对流传热系数为

00000000300W/(m?0C)。换热器使用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为

0.00025m2?0C/W，油侧污垢热阻为0.000172m2?0C/W，管壁导热热系数为

45W/(m?0C)。试求（1）基于管外表面积的总传热系数；（2）产生污垢后，热阻增加的

百分数。（223）

3、某空气冷却器，空气在管外横向流过，冷却水在管内流过，管外侧的对流传热系数为

100W/(m?0C)，管内侧的对流传热系数为4000W/(m?0C)。冷却管为?25mm?2.5mm的

钢管，其导热系数为45W/(m?C)，设管内、外污垢热阻均可忽略。试求（1）总传热系数（2）若将管外对流传热系数?0提高一倍，其他条件不变，总传热系数增加的百分数（3）若将管内对流传热系数?i提高一倍，其他条件不变，总传热系数增加的百分数（上223）

4、在一套管换热器中，用冷水冷却将热流体由90C冷却至65C，冷却水进口温度为30C，出口温度为50C，试分别计算两流体做逆流和并流时的平均温度差。（上225）

00000第六章 吸收

1．对低浓度溶质的气液平衡系统．当总压降低时，亨利系数E将 不变 ，相平衡常数m将 增大 ，溶解度系数H将 不变

2．亨利定律表达式p*＝Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为 易溶 气体。

3．在吸收过程中，KY和kY是以 Y-Yi 和 Y-Y* 为推动力的吸收系数，它们的单位是 kmol/(m2·s)

4．若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为 其中 表示

气膜阻力 ，当 项可忽略时，表示该吸收过程为 气膜控制 。

5．在1atm、20oC下某低浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG=0.1kmol/(m2·h·atm)，液膜吸收系数kL＝0.25kmol/(m2·h·kmol/m3)，溶质的溶解度系数H＝150kmol/(m3·atm)，则该溶质为 易溶 气体，气相总吸收系数KY＝ 0.0997 kmol/(m2·h)。

6. 在吸收过程中，若降低吸收剂用量．对气膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将 不变 ，对液膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将 减小 。

7．双膜理论是将整个相际传质过程简化为 通过气膜和液膜两个膜层的分子扩散过程 8．吸收塔的操作线方程和操作线是通过 物料衡算 得到的，它们与 操作条件 、设备结构型式 和 系统的平衡关系等无关。

9．吸收因数A可表示为 ，它在Y—X图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率的比值

A?10．若分别以S1、S2，S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则应有S1 > S2 > S3 。

11．吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率 减小 ，吸收推动力 减小 12．吸收过程中，物系平衡关系可用Y*＝mX表示，最小液气比的计算关系式

LmVY1?Y2

Y1X2= ?m 。

13．在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分A。已知进塔气相组成Y1为0.03(摩尔比)，液气比L/V为0.95，气液平衡关系为Y=1.0X，则组分A的吸收率最大可达 95%

14．某吸收过程，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分A，混合气进塔组成为0.1，出塔组成降至0.02(均为摩尔比)，已知吸收因数A为1，若该吸收过程所需理论板NT为4层．则需传质单元数NOG为 4 。

15．在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力(以气相组成表示)为（ A ） A．Y-Y* B．Y*-Y C．Y-Yi D．Yi-Y

16．在双组分理想气体混合物中，组分A的扩散系数是（ C ） A．组分A的物质属性 B．组分B的物质属性 C．系统的物质属性 D．仅取决于系统的状态

17．含低浓度溶质的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔组成与其在液相中的摩尔组成的差值为( D )。

A．负值 B．正值 C．零 D．不确定

18．某吸收过程，已知气膜吸收系数kY为2kmol/(m2·h)，液膜吸收系数kX为4kmol/(m2·h)，由此可判断该过程为( C )。

A．气膜控制 B．液膜控制 C．不能确定 D．双膜控制

19．在吸收塔某截面处，气相主体组成为0.025(摩尔比，下同)，液相主体组成为0.01。若气相总吸收系数KY为1.5kmol/(m2·h)，气膜吸收系数kY为2kmol/(m2·h)，气液平衡关系为Y=0.5X，则该处气浓界面上的气相组成Yi为( B )。 A．0.02 B．0.01 C．0.015； D．0.005

20．含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若进塔气体流量增大，其他操作条件不变，则对于气膜控制系统，其出塔气相组成将( A )。 A．增加 B．减小 C．不变 D．不确定

21．在逆流操作的填料塔中，当吸收因数A＜1，且填料层为无限高时，则气液相平衡出现在( C )。

A．塔顶 B．塔上部 C．塔底 D．塔下部

22．在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分，其液气比L/V为2.85，平衡关系可表示为Y＝1.5X(Y、X为摩尔比)，溶质的回收率为95％，则液气比与最小液气比之比值为( B )。

A．3 B．2 C．1.8 D．1.5

23．在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，平衡关系符合亨利定律。当进塔气体组成Y1增大，其他条件不变，则出塔气体组成Y2( A )、吸收率 ( C )。 A．增大 B．减小 C . 不变 D．不确定

?（一）作业

1. 在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为Y?34.5X，气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3·s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。

解：Y1?y10.032??0.0331 1?y11?0.032 Y2?Y1?1??A??0.0331??1?0.98??0.000662 X1*?Y10.0331??9.594?10?4 m34.5