第一章：流体流动与输送机械例1-10，例1-13，例1-16，例1-17 习题：1-17, 1-20，1-28第三章：传热例3-2，例3-4，例3-10（1）、（2），例3-11，例3-141. 某厂精馏塔顶冷凝器中有Φ25×2.5mm 的冷却水管60根，长2m ，蒸气在管外冷凝，管内是冷却水，流速为1m/s,冷却水进出口温度分别为20℃,40℃，试求：（1） 管壁对冷却水的表面传热系数。
（2） 管内壁温度。
（3） 该厂有一台与上述冷凝器传热面积相同，但管数为50根，管径仍为Φ25×2.5mm 的换热器作为备用，问合用否？（水的物性可视为不变，用量相同）已知：定性温度（C ︒30）下水的物性：37.995m kg =ρ，s Pa ⋅⨯=-310801.0μ，)C m W ︒⋅=618.0λ，()C kg J c p ︒⋅⨯=310174.4解 （1） 43104.2486110801.07.995102.0>=⨯⨯⨯==-μρdu R e 41.5618.010801.010174.433=⨯⨯⨯==-λμp r c P 4.08.0023.0r e u P R N =()C m W P R d r e ︒⋅=⨯⨯⨯==458541.54.2486102.0618.0023.0023.04.08.04.08.0λα （2） ()m w t t A Q -=α()C t A Q t m w ︒=+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=3.7530202.04585204010174.47.99502.04132ππα(3)设冷却水的质量流量为m q根601=n ，()60111U n U A n q u m ===ρ根502=n ,()50222U n U A n q u m===ρ8.0u ∝α16.1506060508.08.08.01212=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=U U u u ααα增大，K 增大，即Q 增大，所以该换热器合用。
2 欲利用绝对压力为0.25MPa 的饱和蒸汽将2CO 由20℃加热至115℃，2CO 气体的流量为450kg/h,若忽略热损失，试求：（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，50>d l ,2CO 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C t h ︒=3.126（3） 若上述2CO 气体流量减少到原来的70%，仍用水蒸气加热，并保证2CO 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：()C kg J c p ︒⋅⨯=3109.0，s Pa ⋅⨯=-3100165.0μ，30.1m kg =ρ，)C m W ︒⋅=0206.0λ；水的物性：kg J r 81.2187=解 （1）()kW t c q Q p m 69.10201159.03600450=-⨯⨯=∆= h kg s kg r Q q O mH 6.17/1089.481.218769.1032=⨯===- （2） oi i d d K ⨯≈α 4321032169100165.0102.0415360045002.0>=⨯⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯==-πμρu d R i e 721.00206.0100165.0109.033=⨯⨯⨯==-λμp r c P 4.08.0023.0r e u P R N = ()C m W i ︒⋅=⨯⨯⨯=9.83721.03216902.00206.0023.04.08.0α()C m W K ︒⋅=⨯=212.6725209.83 又蒸汽温度C t h ︒=3.126，则()()C t m ︒=-----=∆3.421153.126203.126ln 1153.126203.12623765.33.4212.671069.10m t K Q A m =⨯⨯=∆= m n d A l 60.130025.0765.30=⨯⨯==ππ （3） kW Q Q 483.769.107.07.0'=⨯==75.07.08.08.0'==⎪⎭⎫ ⎝⎛'=u u αα ()C m W h ︒⋅=⨯==2'9.629.8375.075.0α()C m W K ︒⋅=⨯='232.5025209.62 采取降低加热蒸气温度的方法：mt A K Q '∆'=' 11520ln 20115765.332.5010483.73-'-'-⨯⨯=⨯hh t t C t h︒='4.1243 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)(100002C m W ︒⋅,水的污垢热阻为W C m ︒⋅⨯-23106.0,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：31.988m kg =ρ，s Pa ⋅⨯=-310549.0μ，()C kg J c p ︒⋅⨯=310174.4，)C m W ︒⋅=648.0λ，W C m R di ︒⋅⨯=-23106.0，0.3MPa 下饱和水蒸气温度C t h ︒=3.133解（1） idi i i d d R d d K 000111++=αα 43108.2159710549.01.9886.002.0>=⨯⨯⨯==-μρdu R e 54.3648.010549.010174.433=⨯⨯⨯==-λμp r c P 4.08.0023.0r eu P R N = ()C m W i ︒⋅=⨯⨯⨯=8.362554.38.2159702.0648.0023.04.08.0α 2025106.020258.3625110000113⨯⨯+⨯+=-K ()C m W K ︒⋅=9.836(2)mt A Q K '∆=''，0.3MPa 下饱和水蒸气温度C t h ︒=3.133 又 mt A Q K ∆= 故 ()()m m mp mc m p mc m m t t t c q t c q t Q t Q K K '∆∆='∆-∆-='∆∆='605020802070' C t m ︒=∆56.79,C t m︒='∆89.85 7720.0='KK )C m W K ︒⋅=⨯='1.6469.8367720.0202520258.362511000011⨯'+⨯+='di R K W C m R di︒⋅⨯='-241082.8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6-61 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FD D Fx Dx =η,()()F W w x F x W --=11η及已知数据，可得 12.175995.088.0200=⨯⨯=D Dx (a)()86.23994.088.01200=⨯-⨯=-W W x W (b)两式相减，得 26.151=-+nW W nW D nD q x q x q又 17688.0200=⨯=+W D W x Dx代人前式得 h kmol W 74.24=h kmol D 26.17574.24200=-=将D,W 代人式(a ）、(b)可得9992.0=D x ,0356.0=W x 。
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h kmol W D 50==，本题中，2.08.01=-=q ，故 ()h kmol D R V 1505031=⨯=+=、h kmol RD L 100502=⨯==()h kmol F q V V 701'=-+= h kmol qF L L 120'=+=精馏段操作线方程为3167.0667.01+=+=+n D n n x VDx x V L y 提馏段操作线方程为0357.0714.1'''1-=-=+n W n n x VWx x V L y q 线方程为625.025.011+-=---=x q x x q q y F q q 3 在连续精馏塔中分离相对挥发度3=α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5.0=F x ，9.0=D x ，1.0=W x , 根据物料衡算可求得h kmol W D 50==，提馏段上升蒸气流量()()()F q D R F q V V 111'-++=-+=饱和蒸气进料时，0=q ，又已知R=4，代入上式可得h kmol V 150'=提馏段液相流量 h k m o l qF RD qF L L 200'=+=+=故提馏段操作线方程为0333.0333.1'''1-=-=+n W n n x V Wx x V L y。