2014年化工原理试题及答案

中南大学考试试卷(A)

2013 ~ 2014 学年学期 时间110分钟

课程学时 考试形式

专业年级:化工､制药､应化11级总分100分，占总评成绩 70 %

一、选择填空(35分)

1､(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa， 则泵入口处的绝对压强为( )｡

A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa｡

2､(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )｡

A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍｡

3､(4分) 当地大气压为750mmHg时， 测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa， 真空度为Pa｡

4､(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将

5､(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 ，润湿周边等于 ，当量直径等于 ｡

6､(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )｡

A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7､(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90oC，出口温度为50oC，

冷水进口温度为15oC，出口温度为53oC，冷热水的流量相同，且假定冷热

水的物性为相同，则热损失占传热量的( )｡

A､5%; B､6%; C､7%; D､8%;

8､(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( )

A､表面光滑，颜色较浅; B､表面粗糙，颜色较深; C､表面粗糙，颜色较浅; D､表面光滑，颜色较深;

9､(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的｡

10､(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )｡

A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力

11、 (1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的｡

A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数

12､ (1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使

后效的传热系数降低｡

A. 并流; B. 逆流; C. 平流

13､(1分) 离心泵的调节阀 ( ) ，

A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上;

C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上

14､(1分) 泵的工作点( )｡

A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点｡

15､(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m， 切向速度为15 m/s

｡当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数Kc为 ｡

二､(20分) 用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分

相对位置如本题附图所示｡管路的直径均为ф76×2.5 mm｡在操作条件下，泵入口

处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管(不包括喷头)单位质量

流体的能量损失可分别按Σhf1=2u2 与 Σhf2=10u2计算｡由于管径不变，故式中u

为吸入或排出管的流速m/s｡排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa(表压)｡求泵

的有效功率｡(水的密度取为1000 kg/m3

)

三､(10分) 某板框压滤机共有10个框，框空长､宽各为500mm，在一定压力下

恒压过滤30min 后，获得滤液5m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计｡试求：

(1)过滤常数K;

(2)如果再过滤30min，还能获得多少m3 滤液?

四､(10分) 用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：He=36-0.02V2｡当阀

全开时的管路特性曲线方程：He’=12+0.06V2（两式中He､He’—m，V—m3/h）｡

问：①要求流量12m3/h，此泵能否使用?

②若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率｡已

知该流量时泵的效率为0.65｡

五､(15分) 设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖､绝热砖和普通砖｡耐火砖和普

通砖的厚度为0.5m和0.25m｡三种砖的热传导系数分别为1.02 W/(m·℃)､0.14

W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，已知耐火砖内侧温度为1000℃，外壁温度为35℃｡

试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃、普通砖不超过

138℃？

六､(10分) 在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质

量%)，操作条件下沸点为98℃｡为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一

的冷凝潜热把原料液从20℃预热至 70℃｡原料液的流量为 1000 kg/h｡二次蒸汽

的温度为 90℃｡相应的冷凝潜热为2283kJ/kg｡原料液的比热为3.8kJ/kg℃｡忽略

热损失｡

试求：（1）溶液的沸点升高; （2）原料液的浓度x0｡

中南大学考试试卷（A）

2013 -- 2014 学年 2 学期 时间110分钟

化工原理 课程 48 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级：化工、制药、应化11级总分100分，占总评成绩 70 %

二、 选择填空（35分）

1、（2分）某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（ ）。 A

A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。

2、（2分）水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A

A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。

3、（4分）当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_113404__Pa, 真空度为_ -13340__Pa。

4、（2分）一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。答案(增大，下降)

5、（5分）套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于1633mm2，润湿周边等于242mm，当量直径等于27mm

6、（2分）板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的（ ）。C

(A)一倍 (B)一半 (C)四倍 (D)四分之一

7、（4分）冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90C，出口温度为50C，冷水进口温度为15C，出口温度为53C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（ ）。

A、5%； B、6%； C、7%； D、8%；答案：A

，

8、（2分）为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（ ）Ａ

Ａ、表面光滑，颜色较浅； Ｂ、表面粗糙，颜色较深；

Ｃ、表面粗糙，颜色较浅； Ｄ、表面光

颜色较深，；

9、（4分）黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来

的 倍. 答案: 5.39

斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即

=5.39

10、（1分）采用多效蒸发的目的是为了提高（ B ）。

A. 完成液的浓度； B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力

11 （1分）多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（ ）换取的。 A

A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数

12、 （1分）（ ）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后

效的传热系数降低。 A

A. 并流； B. 逆流； C. 平流

13、（1分）离心泵的调节阀 ( ) 答 (1) B, （Ａ）只能安在进口管路上 ； （Ｂ）只能安在出口管路上 （Ｃ）安装在进口管路和出口管路上均可 ； （Ｄ）只能安在旁路上

14、（1分）泵的工作点（ ）。 D

A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定；B 即泵的最大效率所对应的点；

C 由泵的特性曲线所决定；D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。

15、（3分）在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数 为 。57

二、（20分）用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽

内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路

的直径均为ф76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空

表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不

包括喷头）的能量损失可分别按

与

计算。由于管径不

变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排

水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。

求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）

解：（1）水在管内的流速与流量。

设储槽水面为上游截面1-1＇，真空表连接处为下游截面2-2＇，并以截面1-1＇为基

准水平面。在两截面间列柏努利方程。

式中：Z1 =0，Z2 =1.5 m，p1=0表压），p2=-24.66×103Pa（表压）， u1 ≈0，

将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速

m/s

水的流量 = ws = uAρ=

kg/s

（2）泵的有效功率

设储槽水面为上游截面1-1＇，排水管与喷头连接处为下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇

为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。

式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 ≈0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表压）

p2 =98.07×103 Pa（表压），

将上列数值代入柏努利方程式，解得

J/kg

泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 =2260 J/s

三、（10分） 某板框压滤机共有10个框，框空长、宽各为500mm，在一定压力下恒压

过滤30min 后，获得滤液５m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计。试求： （１）求过滤常数Ｋ；

（２）如果再过滤３０min，还能获得多少m3 滤液？

答文（１） 过滤面积Ａ＝０．５×０．５×１０×２＝５ m2

V2KA2

V2152142K()()()()5.5610msA53060

（２）

V')60 =7.037m

过滤获得的滤液量ΔＶ＝７．０７－５＝２．０２m

3

四、（10分）用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：

全开时的管路特性曲线方程： 。当阀（两式中He、He’—m，V—m3/h）。问：

①要求流量12m3/h，此泵能否使用？②若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率。已知该流量时泵的效率为0.65。

解: (1) He=36－0.02V2

He‘=12＋0.06V2 ∵He=He’，解得V=17.3m3/h 适用

(2) 当V=12m3/h He=360.02122=33.12m，He‘=12＋0.06V2=12＋0.06122=20.64m

NHeVg

1210009.81(3312.20.64)627.8W 0.653600

五、（15分）设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖、绝热砖和普通砖。耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m。三种砖的系数分别为1.02 W/(m·℃)、0.14 W/(m·℃)和0.92

W/(m·℃)，已知耐火砖内侧为1000℃，外壁温度为35℃。试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃，普通砖不超过138℃。

解1：QQ2

（100035)/(0.5/1.02b2/0.140.25/0.92)0.14(940138)/b2

解得b20.52m

解2：（100035)/(0.5/1.02b2/0.140.25/0.92)(1000t2)/(0.5/1.02)

若t2940C解得b20.997m

(100035)/(0.5/1.02b2/0.040.25/0.92)(t135)/(0.25/0.92)

0 若t1138C0 解得b20.25m0 Q*b=K△t

Q=138-35/(0.25/0.92)=379 0.14*△t=379*0.25

△t=t-t1=676 t=814℃ 经核算t2814.40C9400C

以题意应选择b2为0.250m

六、（10分）在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质量%)

，操

作条件下沸点为98℃。为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20℃预热至 70℃。原料液的流量为 1000 kg/h。二次蒸汽的温度为 90℃。相应的冷

凝潜热为2283kJ/kg。原料液的比热为3.8kJ/kg℃。忽略热损失。 试求：1.溶液的沸点升高； 2.原料液的浓度x。

答文： 1.溶液沸点升高 △=98-90=8℃

2.x0=(F-W)x1/F W由热量衡算求得 (1/4)Wr'=FCp0(t0-ti) 即2283W=4×1000×3.8×(70-20)

W=333Kg/h x0=(1000-333)×0.28/1000=0.1868=18.68%

中南大学考试试卷(A)

2013 ~ 2014 学年学期 时间110分钟

课程学时 考试形式

专业年级:化工､制药､应化11级总分100分，占总评成绩 70 %

一、选择填空(35分)

1､(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa， 则泵入口处的绝对压强为( )｡

A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa｡

2､(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )｡

A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍｡

3､(4分) 当地大气压为750mmHg时， 测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为Pa， 真空度为Pa｡

4､(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将

5､(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 ，润湿周边等于 ，当量直径等于 ｡

6､(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )｡

A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一

7､(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90oC，出口温度为50oC，

冷水进口温度为15oC，出口温度为53oC，冷热水的流量相同，且假定冷热

水的物性为相同，则热损失占传热量的( )｡

A､5%; B､6%; C､7%; D､8%;

8､(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( )

A､表面光滑，颜色较浅; B､表面粗糙，颜色较深; C､表面粗糙，颜色较浅; D､表面光滑，颜色较深;

9､(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的｡

10､(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )｡

A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力

11、 (1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的｡

A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数

12､ (1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使

后效的传热系数降低｡

A. 并流; B. 逆流; C. 平流

13､(1分) 离心泵的调节阀 ( ) ，

A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上;

C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上

14､(1分) 泵的工作点( )｡

A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点｡

15､(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m， 切向速度为15 m/s

｡当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数Kc为 ｡

二､(20分) 用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分

相对位置如本题附图所示｡管路的直径均为ф76×2.5 mm｡在操作条件下，泵入口

处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管(不包括喷头)单位质量

流体的能量损失可分别按Σhf1=2u2 与 Σhf2=10u2计算｡由于管径不变，故式中u

为吸入或排出管的流速m/s｡排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa(表压)｡求泵

的有效功率｡(水的密度取为1000 kg/m3

)

三､(10分) 某板框压滤机共有10个框，框空长､宽各为500mm，在一定压力下

恒压过滤30min 后，获得滤液5m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计｡试求：

(1)过滤常数K;

(2)如果再过滤30min，还能获得多少m3 滤液?

四､(10分) 用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：He=36-0.02V2｡当阀

全开时的管路特性曲线方程：He’=12+0.06V2（两式中He､He’—m，V—m3/h）｡

问：①要求流量12m3/h，此泵能否使用?

②若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率｡已

知该流量时泵的效率为0.65｡

五､(15分) 设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖､绝热砖和普通砖｡耐火砖和普

通砖的厚度为0.5m和0.25m｡三种砖的热传导系数分别为1.02 W/(m·℃)､0.14

W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，已知耐火砖内侧温度为1000℃，外壁温度为35℃｡

试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃、普通砖不超过

138℃？

六､(10分) 在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质

量%)，操作条件下沸点为98℃｡为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一

的冷凝潜热把原料液从20℃预热至 70℃｡原料液的流量为 1000 kg/h｡二次蒸汽

的温度为 90℃｡相应的冷凝潜热为2283kJ/kg｡原料液的比热为3.8kJ/kg℃｡忽略

热损失｡

试求：（1）溶液的沸点升高; （2）原料液的浓度x0｡

中南大学考试试卷（A）

2013 -- 2014 学年 2 学期 时间110分钟

化工原理 课程 48 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级：化工、制药、应化11级总分100分，占总评成绩 70 %

二、 选择填空（35分）

1、（2分）某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（ ）。 A

A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。

2、（2分）水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A

A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。

3、（4分）当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_113404__Pa, 真空度为_ -13340__Pa。

4、（2分）一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。答案(增大，下降)

5、（5分）套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于1633mm2，润湿周边等于242mm，当量直径等于27mm

6、（2分）板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的（ ）。C

(A)一倍 (B)一半 (C)四倍 (D)四分之一

7、（4分）冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90C，出口温度为50C，冷水进口温度为15C，出口温度为53C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（ ）。

A、5%； B、6%； C、7%； D、8%；答案：A

，

8、（2分）为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（ ）Ａ

Ａ、表面光滑，颜色较浅； Ｂ、表面粗糙，颜色较深；

Ｃ、表面粗糙，颜色较浅； Ｄ、表面光

颜色较深，；

9、（4分）黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来

的 倍. 答案: 5.39

斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即

=5.39

10、（1分）采用多效蒸发的目的是为了提高（ B ）。

A. 完成液的浓度； B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力

11 （1分）多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（ ）换取的。 A

A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数

12、 （1分）（ ）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后

效的传热系数降低。 A

A. 并流； B. 逆流； C. 平流

13、（1分）离心泵的调节阀 ( ) 答 (1) B, （Ａ）只能安在进口管路上 ； （Ｂ）只能安在出口管路上 （Ｃ）安装在进口管路和出口管路上均可 ； （Ｄ）只能安在旁路上

14、（1分）泵的工作点（ ）。 D

A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定；B 即泵的最大效率所对应的点；

C 由泵的特性曲线所决定；D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。

15、（3分）在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m, 切向速度为15 m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数 为 。57

二、（20分）用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽

内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路

的直径均为ф76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空

表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不

包括喷头）的能量损失可分别按

与

计算。由于管径不

变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排

水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。

求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）

解：（1）水在管内的流速与流量。

设储槽水面为上游截面1-1＇，真空表连接处为下游截面2-2＇，并以截面1-1＇为基

准水平面。在两截面间列柏努利方程。

式中：Z1 =0，Z2 =1.5 m，p1=0表压），p2=-24.66×103Pa（表压）， u1 ≈0，

将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速

m/s

水的流量 = ws = uAρ=

kg/s

（2）泵的有效功率

设储槽水面为上游截面1-1＇，排水管与喷头连接处为下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇

为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。

式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 ≈0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表压）

p2 =98.07×103 Pa（表压），

将上列数值代入柏努利方程式，解得

J/kg

泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 =2260 J/s

三、（10分） 某板框压滤机共有10个框，框空长、宽各为500mm，在一定压力下恒压

过滤30min 后，获得滤液５m3 ，假设滤布阻力可以忽略不计。试求： （１）求过滤常数Ｋ；

（２）如果再过滤３０min，还能获得多少m3 滤液？

答文（１） 过滤面积Ａ＝０．５×０．５×１０×２＝５ m2

V2KA2

V2152142K()()()()5.5610msA53060

（２）

V')60 =7.037m

过滤获得的滤液量ΔＶ＝７．０７－５＝２．０２m

3

四、（10分）用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：

全开时的管路特性曲线方程： 。当阀（两式中He、He’—m，V—m3/h）。问：

①要求流量12m3/h，此泵能否使用？②若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率。已知该流量时泵的效率为0.65。

解: (1) He=36－0.02V2

He‘=12＋0.06V2 ∵He=He’，解得V=17.3m3/h 适用

(2) 当V=12m3/h He=360.02122=33.12m，He‘=12＋0.06V2=12＋0.06122=20.64m

NHeVg

1210009.81(3312.20.64)627.8W 0.653600

五、（15分）设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖、绝热砖和普通砖。耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m。三种砖的系数分别为1.02 W/(m·℃)、0.14 W/(m·℃)和0.92

W/(m·℃)，已知耐火砖内侧为1000℃，外壁温度为35℃。试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃，普通砖不超过138℃。

解1：QQ2

（100035)/(0.5/1.02b2/0.140.25/0.92)0.14(940138)/b2

解得b20.52m

解2：（100035)/(0.5/1.02b2/0.140.25/0.92)(1000t2)/(0.5/1.02)

若t2940C解得b20.997m

(100035)/(0.5/1.02b2/0.040.25/0.92)(t135)/(0.25/0.92)

0 若t1138C0 解得b20.25m0 Q*b=K△t

Q=138-35/(0.25/0.92)=379 0.14*△t=379*0.25

△t=t-t1=676 t=814℃ 经核算t2814.40C9400C

以题意应选择b2为0.250m

六、（10分）在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质量%)

，操

作条件下沸点为98℃。为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20℃预热至 70℃。原料液的流量为 1000 kg/h。二次蒸汽的温度为 90℃。相应的冷

凝潜热为2283kJ/kg。原料液的比热为3.8kJ/kg℃。忽略热损失。 试求：1.溶液的沸点升高； 2.原料液的浓度x。

答文： 1.溶液沸点升高 △=98-90=8℃

2.x0=(F-W)x1/F W由热量衡算求得 (1/4)Wr'=FCp0(t0-ti) 即2283W=4×1000×3.8×(70-20)

W=333Kg/h x0=(1000-333)×0.28/1000=0.1868=18.68%