1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3
/h, 液体的扬升高度为7m 。
输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。
现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。
问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%)
17
30
42
46
44
已知：酸液在输送温度下粘度为1.15⨯10-3
Pa ⋅s ；密度为1545kg/m 3。
摩擦系数可取为0.015。
解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得：
f e H g
p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222
2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d
Q
u /99.1080
.0*785.0*360036
42
2
==
=
π
管路压头损失：m g u d l l H e f
06.681
.9*299.108.0160015.022
2==∑+=∑λ
管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600
1000
*36==
由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。
因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。
3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率；
图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m
A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m
l+Σl e =100m Q = 56.5m3/h
∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/s
μ= 1cp = 10-3 Pa·S ρ=1000 kg.m-3, λ= 0.024
⑴∵Re = duρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000
∴水在管内流动呈湍流
⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z1 +(u12/2g)+(p1/ρg)+H
=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHf
∵Z1=0, u1=0, p = 0 (表压), Z2=18m, u2=0
p2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m
ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u2/2g)
=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m
∴H = 18+25+4.9 = 47.9m
Ne = HQρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw
4．（12分）在内管为φ180×10mm 的套管换热器中，将流量为3.5×104 kg/h 的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/(kg .K)，环隙走冷却水，其进出口温度分别为20℃和30℃，平均比热为 4.174 kJ/(kg .K)， 两流体逆流流动，基于传热外表面积的总传热系数K o =2000W/(m 2.K)，热损失可以忽略。
试求： （1）冷却水用量为多少kg/h ？ （2）所需的管长？ 解：（1）热负荷
W
W T T C W Q Ph h 54
211026.9)60100(100038.23600105.3)
(⨯=-⨯⨯⨯⨯=-= （3分）
（2）冷却水用量
5
3
2149.2610/22.2/() 4.1741030208.010/c pc Q W kg s kg s C t t kg h
⨯=-⨯-⨯＝＝（）
＝ （2分）
(3) 平均温差
O 2121()()(10030)(6020)
ΔK 53.6C ()(10030)
ln ln
(6020)()
m T t T t t T t T t ------=
==---- （3分）
传热面积 52
29.2610A 8.64Δ200053.6
o O m Q m m K t ⨯===⨯ （3分）
所需的管长：m m d A L o o 3.1518
.064
.8=⨯==ππ （1分）
5．在某单壳程单管程列管换热器中，壳程为流量1
25000-⋅h kg 的有机液体，其比热为
111800--⋅⋅=K kg J C p ，由90℃冷却至50℃，进出口温度为25℃和35℃，两流体逆流流动。
又知有机液
体侧和水侧的对流传热系数分别为1200和12
5800--⋅⋅K m W ，管外侧污垢热阻为124107.1--⋅⋅⨯W K m ，
忽略管壁阻力和管内侧污垢热阻。
当管子规格为φ25×2.5mm 时，管长为3m ，试求所需管子的根数。
（3） V （质）= ( R + 1 ) D(质） = ( 2 + 1 )×50 kg / h= 150 kg / h M 氯访= 119.35 kg / kmol M 四氯化碳 = 153.8kg / kmol M m = (0.95×119.35 + 0.05×153.8) kg / kmol =121.1 kg / kmol
V = (150kg/h) /( 121.1kg/kmol) = 1.24 kmol / h L （质）= R ﹒D = 2 ×50 kg / h = 100 kg / h L = 100 / 121.1 kmol / h = 0.826 kmol / h
5. 在连续精馏塔中分离二硫化碳（A ）和四氯化碳（B ）混合液，原料液流量为10000kg/h 、组成为0.3（质量分数，下同）。
若要求釜残液组成不大于0.05，二硫化碳回收率为88%，试求馏出液流量和组成，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。
6．在连续精馏塔中分离两组分混合液，已知进料液量为100kmol/h 、组成为0.45（摩尔分数，下同）。
饱和液体进料；操作回流比为2.6，馏出液组成为0.96，釜残液组成为0.02，试求： ⑴易挥发组分的回收率； （2）精馏段操作线方程；
（3）提馏段操作线方程；
7.在连续精馏塔中分离两组理想溶液，原料液流量为100kmol/h ，泡点进料。
精馏段操作线方程和提馏段操
作方程分别为 263.0723.0+=x y 和 018.025.1-=x y 试求精馏段和提馏段上升蒸气量。
9. 在常压连续精馏塔中分离含苯0.4（摩尔分数，下同）的苯——甲苯混合液。
饱和液体进料，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.06。
塔顶采用全凝器，泡点回流，操作回流比为最小回流比的1.5倍。
在操作条件下，物系的平均相对挥发度为2.47。
求第2块理论板上升的蒸气的组成。
10. 在连续的精馏塔中，分离两组理想溶液。
已知原料组成为0.3（摩尔分数，下同），泡点进料，馏出液组成为0.9，釜残液组成为0.05，操作回流比为2.5，试写出精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。
11. 在连续的精馏塔中分离理想溶液，原料液组成为0.35（摩尔分数，下同），馏出液组成为0.95，回流比取为最小回流比的1.3倍，物系的平均相对挥发度为2.0，试求以下两种进料情况下的操作回流比。
（1）饱和蒸汽进料； （2）饱和液体进料；
参考答案
5. D=35.7kmol/h , 97.0=D x
6.(1)%59.97=D η
(2)267.0722.01+=+n n x y ；(30066.0329.1/
/1-=+m m x y
7.h kmol V V /5.189/
==
10. 257.0714.01+=+n n x y
0343.0685.1/
/1-=+m m x y 11.(1)R=5.65 (2)R=3.29。