常减压蒸馏操作工计算题.doc

1.
如上图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3,水层高度(指油、水界面与小孔的距离)h2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m3，计算水在玻璃管内的高度h。

2. 一换热器若热流体进口温度为120℃，出口为70℃，冷流体进口温度为30℃，出口温度为50℃，计算逆流时平均温差。

3. 在连续精馏塔中分离某两组分理想混合物，已知q线方程为y=-0.5x+0.66，试求原料液进料组成。

4. 某加热炉辐射段热负荷为8200kw,辐射管为φ127×12000×8，共64根，求辐射管表面热强度qR？

5. 已知某石油馏分的30%，50%，70%，90%这四个馏出温度相应为100℃，140℃，160℃，190℃，体积平均沸点为130℃。则该馏分的10%馏出温度为多少？

6. 利用一冷凝器来冷凝某蒸馏塔的上升蒸汽，已知要冷凝的蒸汽量为2875.2kg/h，其组成和各组分的汽化潜热的数值如下：

组分1
组分2
组分3
质量分率
0.01
0.96
0.03
汽化潜热，kJ/kg
512.4
489.3
2263.8
试求该冷凝器的热负荷。

7. 已知20℃的水在管径为50mm的管内流动，要求Re≥200000时，流速u≥4m/s，求管径不能大于多少？(20℃时，ρ=998.2kg/m3，粘度υ=1.00mPa·S)

8. 常压塔塔顶、顶循、一中、二中回流取热分别为454×103kJ/h，10337×103kJ/h，11993×103kJ/h，17367×103kJ/h，求全塔回流取热为多少？

9. 某加热炉有效热负荷θ有＝39077.3MJ/h，燃料油低发热值θL＝41.9MJ/kg，热效率＝86％，试求燃料用量B？

10. 减压塔顶循环量为35.2t/h，抽出温度为176℃，焓值为432.63kJ/kg，入塔温度为80℃，焓值为198.55kJ/kg，试求顶循环取热为多少?

11. 常压塔全塔回流取热、塔顶、顶循、一中回流取热分别为44265×103kJ/h，454×103kJ/h，10337×103kJ/h，11993×103kJ/h，求二中回流取热与一中回流取热比为多少？。

12. 有—单程换热器，300℃的某种气体流过壳方并被加热到430℃，另一种560℃的气体作为加热介质，两气体逆流流动，流量均为1×104kg/h，平均比热容均为1.05kＪ/(hg·℃)。假设换热器的热损失为壳方气体传热量的10%，试求换热器的热负荷。

13. 已知某一换热器的传热面积A=50m2，总传热系数K=300w/m2℃，逆流时的总热负荷Q=1500000w，则其逆流时的对数平均温差△tm？

14. 已知某一换热器的总传热系数K=295W╱m2℃，传热面积A=50m2，逆流时的对数平均温差Δtm=1000C，试求该换热器的热负荷Q。

15. 一换热器若热流体进口温度为120℃，出口为70℃，冷流体进口温度为30℃，出口温度为50℃，计算顺流时平均温差。

16. 已知某油品恩氏蒸馏数据如下，初馏点：45℃、10%点：65℃、30%点：82℃、50%点：105℃、70%点：125℃、90%点：134℃、干点：158℃。求体积平均沸点？

17. 在连续精馏塔中分离某两组分理想混合物。已知精馏线操作方程为y=0.72x+0.275，试求其操作回流比。

18. 已知20℃的水在管径为50mm的管内流动，流速为2m/s，求Re=？(20℃时，ρ=998.2kg/m3，粘度υ=1.005mPa·S)。

19. 已知20℃的水在管径为50mm的管内流动，要求Re≥100000时，流速至少为多少？(20℃时，ρ=998.2kg/m3，粘度υ=1.00mPa·S)

20. 某加热炉辐射管表面热强度为26760w/m2,辐射管为φ127×12000×8，共64根，求辐射段热负荷？

21. 某加热炉燃料用量B＝1084.5kg/h，燃料油低发热值θL＝41.9MJ/kg，试求燃料的低发热量Q？

22. 某加热炉的总热负荷为θ总=40156.8 MJ/h，热损失θ损=1079.5 MJ/h，燃料用量B＝1084.5kg/h，热效率＝86％，试求燃料油低发热值θL？

1.
解：Pa+ρ1gh1+ρ2gh2=Pa+ρ2gh
简化上式并将已知值代入，得：
800×0.7+1000×0.6=1000h
h=1.16(m)
答：水在玻璃管内的高度h为1.16m。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
2.
解：逆流时120℃→70℃，50℃←30℃，th=120-50=70℃，tc=70-30=40℃
△tm=( th - tc)/ln(th / tc)=(70-40)/ln(70/40)=53.6(℃)
答：逆流时平均温差为53.6℃。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
3.
解：由题意：

由以上二式解得：
xF=0.66
答：原料液组成为0.66。
4.
解：qR==26760（w/m2）
答：辐射管表面热强度qR为26760w/m2。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
5.
解：t平=（t10%+t30%+ t50%+ t70%+ t90%）/ 5
190=（t10%+100+140+ 160+190）/ 5
t10%=60℃
答：该馏分的10%馏出温度为60℃。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
6.
解：换热器的热负荷为

已知 W=2875.2kg/h=0.799kg/s
则
答：换热器的热负荷为433.67kW。
评分标准：公式正确占0.4；过程正确占0.4；答案正确占0.2。
7.
解：由Re=dυρ/u
有 d=uRe/υρ
=200000×1×10-3/(4×998.2)
=0.05m
即 d≤50mm
答：管径不能大于50mm。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
8.
解：全塔回流取热为：
Q总=Q顶+Q顶循+Q一中+Q二中
=454×103+10337×103+11993×103+17367×103
=40151×103(kJ/h)
答：全塔回流取热为40151×103kJ/h。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
9.
解：B=θ有/(θL*η)=39077.3/(41.9×86%)=1084.5（kg/h）
答：燃料用量为1084.5kg/h。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
10.
解：Q循=W(H出-H入)
=35200×(432.62-198.55)
=823.96×104(kJ/h)
答：顶循环取热为823.96×104kJ/h。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
11.
解：二中回流取热为：
Q二中=Q总-(Q顶循+Q顶+Q一中)
=44265×103-(454×103+10337×103+11993×103)
=21481×103 (kJ/h)
二中回流/一中回流= （21481×103）/（11993×103）=1.79
答：二中回流取热与一中回流取热比为1.79。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
12.
解：换热器的热负荷由壳方的热量衡算求得

答：换热器的热负荷为4.17×105W。
评分标准：公式正确占0.4；过程正确占0.4；答案正确占0.2。
13.
解：△tm=Q/KA=1500000/（300×50）
=100℃ [T/]
答：逆流时的对数平均温差△t为100℃。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
14.
解：Q=KAΔtm
=295×50×100
=1475000W
答：该换热器的热负荷为1475000W。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
15.
解：顺流时120℃→70℃，30℃→50℃，th =120-30=90(℃)，tc =70-50=20(℃)
△tm=( th - tc)/ln(th / tc)=(90-20)/ln(90/20)=46.5(℃)
答：顺流时平均温差为46.5℃。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
16.
解：t平=（65+82+105+125+134）/ 5
=102.2℃
答：体积平均沸点为102.2℃。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
17.
解：由题意：

解得：
R=2.571
答：操作回流比为2.571。
评分标准：公式正确占0.3；过程正确占0.6；答案正确占0.1。
18.
解：Re=dυρ/u
=0.05×2×998.2/(1.005×10-3)
=99320
答：Re为99320。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
19.
解：由Re=dυρ/u
有 υ=uRe/dρ
=1×10-3×100000/(0.05×998.2)
=2(m/s)
即 u≥2(m/s)
答：流速至少为2m/s。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
20.
解：Q=26760×π×0.127×12×64＝8200（kw）
答：辐射段热负荷为8200kw。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
21.
解：Q=BθL=1084.5×41.9=45438.7（MJ/h）
答：燃料的低发热量为45438.7MJ/h。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。
22.
解：θL=θ有/(B*η)=（40156.8—1079.5）/(1084.5×86%)=41.9（MJ/kg）
答：燃料油低发热值θL＝41.9MJ/kg。
评分标准：公式正确得0.3；过程正确得0.4；答案正确得0.2；回答正确得0.1分。