（1） 蒸汽的消耗量。
（2） 若选定双管程单壳程的管壳式交换器，管规则为Φ25×2.5mm，管子总数30
根，ld?50,CO2气体走管程，试求所需的管长。（蒸汽侧热阻、管壁及污垢热阻均可忽略）蒸汽温度th?126.3?C
（3） 若上述CO2气体流量减少到原来的70%，仍用水蒸气加热，并保证CO2气
体的出口温度不变，在操作上应采用什么措施？试通过计算说明。
已知，气体的物性：c3p?0.9?10J?kg??C?，
??0.0165?10?3Pa?s，
??1.0kgm3，??0.0206W?m??C?；水的物性：r?2187.81Jkg 解 （1）Q?q450mcp?t?3600?0.9??115?20??10.69kW qQ10.69mH2O?r?2187.81?4.89?10?3kg/s?17.6kgh
（2） K??i?did o??0.02???450?Rdu?????3600?15??4?0.022?i??e???0.0165?10?3?32169?104 Pcp?0.9?103?0.0165?10?3r???0.0206?0.721
Nu?0.023R0.80.4ePr
?.0206i?0.023?00.02?321690.8?0.7210.4?83.9W?m??C? K?83.9?20?67.12W?m225??C? 又蒸汽温度th?126.3?C，则 ?t126.3?20???126.3?115?m??.3?20?42.3?C
ln126126.3?115 A?Q10.69?103 K?t?.3?3.765m2
m67.12?42 l?A?d?3.765?1.60m 0n??0.025?30 （3） Q'?0.7Q?0.7?10.69?7.483kW
?'0.8 ???u????0.70.8??u??0.75
?'?0.75h?0.75?83.9?62.9W?m2??C?
K??62.9?2025?50.32W?m2??C? 16
? 采取降低加热蒸气温度的方法：Q'?K?A?tm 7.483?10?50.32?3.765?3 Re?du???0.02?0.6?988.1?21597.8?104 ?30.549?10115?20
??20thln4.174?103?0.549?10?3??3.54 Pr?cp?t?h?115 t?h?124.4?C
3 有一列管式水预热器，用0.2MPa(表压)的饱和水蒸气在管间冷凝以预热水，水在 Φ25×2.5mm的钢管内以0.6m/s的速度流动，其进口温度为20℃，至出口预热到80℃，取水蒸气冷凝表面传热系数为10000W(m2??C),水的污垢热阻为
0.6?10?3m2??CW,忽略管壁热阻。试求：
（1） 总传热系数K.
（2） 操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，如果水流量不变，进口温度仍
为20℃，而出口温度仅能升至70℃，试求此时的总传染系数K与污垢热阻。
已知：??988.1kgm3，??0.549?10?3Pa?s，cp?4.174?103J?kg??C?，
??0.648W?m??C?，Rdi?0.6?10?3m2??CW，0.3MPa下饱和水蒸气温度
th?133.3?C
解（1）
1?1?1d0?Rd0K?di 0?ididi ?0.648 N0.8u?0.023ReP0.4r
?i?0.023?0.6480.02?21597.80.8?3.540.4?362.58W?m??C? 1?1?1?25?0.6?10?325K100003625.820?20 K?836.9W?m??C? ??Q'(2)KA?t?，0.3MPa下饱和水蒸气温度th?133.3?C
m 又 K?QA?t m故 K?K?Q'?tmqmccp?70?20??tm50?tmQ?t??mqmccp?80?20??t??m60?t m??tm?79.56?C,?t?m?85.89?C K?K?0.7720 K??0.7720?836.9?646.1W?m??C?
17
11125K??10000?3625.8?20?R?di?2520
R?di?8.82?10?4m2??CW
第五章：气体吸收
例5-7，例5-8，例5-9 习题：5-8，5-10，5-12
第六章：蒸馏
例6-3，例6-4，例6-5（掌握：逐板计算至第3块板上气液组成），例6-6
1 用连续精馏方法分离乙烯-乙烷混合物。已知进料中含乙烯88%（摩尔分数，下同），流量为200kmol/h。今要求馏岀液中乙烯的回收率为99.5%，釜液中乙烷的回收率为99.4%，试求所得馏岀液、釜液的流量和组成。
解 由?DxDW?1?xW?D?Fx,?w?1?x及已知数据，可得
FF?F? DxD?200?0.88?0.995?175.12 (a)
W?WxW?200??1?0.88??0.994?23.86 (b)
两式相减，得 DxD?WxW?W?151.26 又 DxD?WxW?200?0.88?176 代人前式得 W?24.74kmolh
D?200?24.74?175.26kmolh
将D,W代人式(a）、(b)可得xD?0.9992,xW?0.0356。
2 常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔，进料中含丙酮50%（摩尔分数，下同），其中气相占80%，要求馏岀液和釜液中丙酮的组成分别为95%和5%，若回流比R=2，试按进料流量为100kmol/h，分别计算精馏段与提馏段的气相流量V、V’和液相流量
L、L’,并写出相应的两段操作线方程和q线方程。
解 由物料衡算，可求得D?W?50kmolh，本题中，q?1?0.8?0.2，故
V??R?1?D?3?50?150kmolh、 L?RD?2?50?100kmolh V'?V??q?1?F?70kmolh L'?L?qF?120kmolh
精馏段操作线方程为 yn?1?LVxDxn?DV?0.667xn?0.3167 提馏段操作线方程为
yL'WxWn?1?V'xn?V'?1.714xn?0.0357 18
q线方程为 yq?qq?1xxq?Fq?1??0.25x?0.625 3 在连续精馏塔中分离相对挥发度??3的双组合混合物，进料为饱和蒸汽，其中含易挥发组分A为50%（摩尔分数，下同）。操作时回流比R=4，并测得两端产品中A的组分分别为90%和10%，试写出此条件下该塔的提馏段操作线方程。 解 由已知xF?0.5，xD?0.9，xW?0.1,
根据物料衡算可求得D?W?50kmolh，提馏段上升蒸气流量
V'?V??q?1?F??R?1?D??q?1?F
饱和蒸气进料时，q?0，又已知R=4，代入上式可得V'?150kmolh 提馏段液相流量 L'?L?qF?RD?qF?200kmohl 故提馏段操作线方程为
yL'WxWn?1?V'xn?V'?1.333xn?0.033 3 19