西南大学 1906课程考试 化工基础 【0069】 大作业（答案）

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    以下题中选做四题，每题25分。请写出每一步计算依据和过程。
             一、（流体流动与输送）如图为冷冻盐水循环系统示意图。盐水的密度为1100kg/m3，循环流量为36m3/hr。从A处到B处的总摩擦阻力损失为98.1J/kg，从B处到A处的为49.0J/kg。管径不变。
             求：1. 泵的有效功率；2. 若A处的压强表的读数为2.5kg/cm2，求B处压强表的读数为多少kg/cm2。

             二、（流体流动与输送）质量浓度为16200kg/h的25%氯化钠（NaCl）水溶液在φ50×3mm的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m3，粘度为2.3×10-3Pa•s。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞流时的最大流速,
            。
             三、（传热）某炉壁由下列三种材料组成，内层是耐火砖， ， ；中间是保温砖， ， ；最外层是建筑砖， ， 。今测得其内壁温度 ，外壁温度
            。求（1）通过炉墙单位面积的热损失 。（2）各层的温差。（3）各层接触面的温度。（假设各层接触良好）
             四、（传热）有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/（m2•K），水的对流传热系数αc=290W/（m2•K）。忽略污垢热阻。试求：1）冷却水消耗量；2）并流和逆流操作时所需传热面积。题中碳钢的导热系数为r
            =45W/（m•K）。
             五、（精馏）一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：
                    精馏段    y = 0.8 x + 0.172
                     提馏段    y = 1.3 x – 0.018
            求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。
             六、（化学反应器）有如下反应A＋B→P，根据实验测定，反应为一级反应： 。在288K时，反应速率常数为 ；每天处理的溶液量为
            ，进料的初始浓度 ，A的转化率为85%，试计算：  
            （1）当每批操作的辅助时间为0.5小时，间歇反应釜的有效容积。
             （2）平推流反应器的有效容积。
             （3）全混流反应器的有效容积。