湖北公务员面试名单-拓展心得体会

1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长3 m、管
径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS
2
饱和蒸 汽，从饱
和温度46℃冷却到10℃，CS
2
走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356
kJkg，液体CS
2
的比热为1.05 kJ／( kg·℃)；水走管内与CS
2
成总体逆流流动，
冷却水进出口温度分别为5℃和30 ℃。已知CS
2
冷凝和冷却时传热系数(以外表
面积为基准)分别为K
1= 232.6和K
2
= l16.8 W(m
2
·℃)，问此换热器是否适用?
1. 解：CS
2
冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJh＝24.72 KW
CS
2
冷却的热负荷：Q冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJh ＝2.6 KW
总热负荷Q为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW
冷却水用量q
m2
为：q
m2
＝ 27.3 ＝0.261kgs＝940kgh
4.187×(30-5)
设冷却水进入冷却段的温度为t
k
，则有：0.261× 4.187×（t
k
－5）＝2.6KW
解之得：t
k
＝7.38℃，则：（5分）
冷凝段对数平均温差：Δt
m
＝ （46－30）－（46－7.38）＝25.67℃
ln
46

－

30

46－7.38

所需传热面积：A冷凝＝24.7232.6×10 －3×25.67＝4.14m
2
，（5分）

冷却段对数平均温差：Δtm＝ （46－7.38）－（10－5）＝16.45℃
46－7.38
ln （5分）
10－5

所需传热面积：A冷却＝2.6116.8×10－3×16.45＝1.35m
2
，
冷凝、冷却共需传热面积：ΣA
i
＝4.14＋1.35＝5.49m
2
，
换热器实际传热面积为：A
0
＝30×3.14×0.025×3＝7.0 65>ΣA
i
，所
以适宜使用。（5分）
２．（20分）某列管换热器由 多根Φ25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×10
3
kgh
由20℃加热到5 5℃,苯在管中的流速为0.5ms，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在
管外冷凝，其汽化潜热为217 8kJkg，苯的比热容cp为1.76kJkg·K,密度ρ
为858kgm
3
，粘 度μ为0.52×10
-3
Pa·s，导热系数λ为0.148Wm·K，热损失、
管 壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α为10×10
4

Wm
2
·K。试求：
（1）水蒸汽用量（kgh）；（4分）
（2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7分）
（3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9分）

5． 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层热阻R
1
与第二、
三层热阻 R
2
、R
3
的大小：（ B ）。
t
℃
120℃
A R
1
>(R
2
+R
3
) B R
1
=R
2
+R
3

80℃
C R
1
<( R
2
+ R
3
) D无法比较
45℃

40℃
q

123

6． 在直径为d的圆管外包覆厚度为δ的保温层(导热系数 为λ)，保温层外壁的
对流传热系数为α。若d<λα，则对单位管长而言（ C ）。
A 当δ=λα-d2时，热损失最小； B 当λα=d+2δ时，热损失最大；
C 当δ=λα-d2时，热损失最大； D 包上保温层后热损失总比原来不包时小。
3. 在长为
L
m
，高为
H
m
的降尘室中，颗粒的沉降速度为
u
t
，气体通过降尘室
的水平流速为
u
，则颗粒能在降尘室分离的条件 是（ 3. D ）。
A
L
m
uH
m
u
t
B
L
m
u
t
H
m
u

C
L
m
u
t
H
m
u
D
L
m
uH
m
u
t


2. 解：1）q
m1
Q
q

c
p2
(
t

t
1
)
m2
2
热负荷

=15×10
3
×1.76×（55-20）
=9.24×10
5
KJh
Q9.24
10
424.2
kg
q
h
（4分）
2178

m1
r
2) K
du

0.020.58.58
Re1650010 000
3

0.5210
苯侧的

：

1.7610
3
0.5210
3
p
r
6.18
n0.4


0.148
流体被加热，

0.148


0.023Re
0.8
Pr
0.40.02316500
0.8
6.18
0.4
d0.02

2
=834.3 wm
℃
11
K 663
1125
11
d
1



0

2
d
2
1000083420
基于外表面积：
wm
2
℃
c
p
u
5

（7分）
3）L及n
Q
A
Kt
m
由传热基本方程：
QKAt
m
、
t
m

(1 3020)(13055)
91.4
13020
ln
13055
℃
9.2410
5
1000
A4.24
6 6391.43600
m
2

4
(根)
4.24
L1.82m
A

d< br>0
Ln


0.02531
（9分）
q
v


4
n
dnu
2q
v

4

2
1510
3
858

du

31
0.020.53600
2

1．（20分）在常压精馏塔内分离某两组分理想溶液。已知进料量为100kmolh，
进料组成为0 .5（摩尔分率，下同），馏出液组成为0.98，进料为泡点进料；塔
顶采用全凝器，泡点回流，操作 回流比为最小回流比的1.8倍。在本题范围内，
汽液平衡方程为： ，汽相默弗里板效率为0.5。若要求轻组分收率
为98％，试计算：
（1）釜残液组成；（5分）
（2）精馏段操作线方程；（5分）
（3）从塔顶向下第一层实际板下降的液相组成。（10分）

1. 解：（1）由题给条件


解得 kmolh
由全塔物料衡算方程：

联立得
（2）先计算

泡点进料
由气液平衡方程



精馏段操作线方程为
（5分）

（3）由汽相默弗里板效率定义，第一层实际板的汽相默弗里板效率为
（1）

，由
（5分）

塔顶为全凝器
由气液平衡方程，得
（2）
由精馏段操作线方程，得

（3）
将（2）、（3）式代入（1）式，得

解得 （10分）

1．（20分）有立式列管式换热器，其规格如下：管数30根、管长3 m、管
径由25×2.5 mm，为单管程。今拟采用此换热器冷凝冷却CS
2
饱和蒸 汽，从饱
和温度46℃冷却到10℃，CS
2
走管外，其流量为250 kg／h，其冷凝潜热为356
kJkg，液体CS
2
的比热为1.05 kJ／( kg·℃)；水走管内与CS
2
成总体逆流流动，
冷却水进出口温度分别为5℃和30 ℃。已知CS
2
冷凝和冷却时传热系数(以外表
面积为基准)分别为K
1= 232.6和K
2
= l16.8 W(m
2
·℃)，问此换热器是否适用?
1. 解：CS
2
冷凝的热负荷：Q冷凝＝250×356＝89000kJh＝24.72 KW
CS
2
冷却的热负荷：Q冷凝＝250×1.05×（46－10）＝9450kJh ＝2.6 KW
总热负荷Q为：Q＝24.7＋2.63＝27.3 KW
冷却水用量q
m2
为：q
m2
＝ 27.3 ＝0.261kgs＝940kgh
4.187×(30-5)
设冷却水进入冷却段的温度为t
k
，则有：0.261× 4.187×（t
k
－5）＝2.6KW
解之得：t
k
＝7.38℃，则：（5分）
冷凝段对数平均温差：Δt
m
＝ （46－30）－（46－7.38）＝25.67℃
ln
46

－

30

46－7.38

所需传热面积：A冷凝＝24.7232.6×10 －3×25.67＝4.14m
2
，（5分）

冷却段对数平均温差：Δtm＝ （46－7.38）－（10－5）＝16.45℃
46－7.38
ln （5分）
10－5

所需传热面积：A冷却＝2.6116.8×10－3×16.45＝1.35m
2
，
冷凝、冷却共需传热面积：ΣA
i
＝4.14＋1.35＝5.49m
2
，
换热器实际传热面积为：A
0
＝30×3.14×0.025×3＝7.0 65>ΣA
i
，所
以适宜使用。（5分）
２．（20分）某列管换热器由 多根Φ25×2.5mm的钢管组成，将流量为15×10
3
kgh
由20℃加热到5 5℃,苯在管中的流速为0.5ms，加热剂为130℃的饱和水蒸汽在
管外冷凝，其汽化潜热为217 8kJkg，苯的比热容cp为1.76kJkg·K,密度ρ
为858kgm
3
，粘 度μ为0.52×10
-3
Pa·s，导热系数λ为0.148Wm·K，热损失、
管 壁热阻及污垢热阻均忽略不计，蒸汽冷凝时的对流传热系数α为10×10
4

Wm
2
·K。试求：
（1）水蒸汽用量（kgh）；（4分）
（2）总传热系数K（以管外表面积为准）；（7分）
（3）换热器所需管子根数n及单根管子长度L。（9分）

5． 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层热阻R
1
与第二、
三层热阻 R
2
、R
3
的大小：（ B ）。
t
℃
120℃
A R
1
>(R
2
+R
3
) B R
1
=R
2
+R
3

80℃
C R
1
<( R
2
+ R
3
) D无法比较
45℃

40℃
q

123

6． 在直径为d的圆管外包覆厚度为δ的保温层(导热系数 为λ)，保温层外壁的
对流传热系数为α。若d<λα，则对单位管长而言（ C ）。
A 当δ=λα-d2时，热损失最小； B 当λα=d+2δ时，热损失最大；
C 当δ=λα-d2时，热损失最大； D 包上保温层后热损失总比原来不包时小。
3. 在长为
L
m
，高为
H
m
的降尘室中，颗粒的沉降速度为
u
t
，气体通过降尘室
的水平流速为
u
，则颗粒能在降尘室分离的条件 是（ 3. D ）。
A
L
m
uH
m
u
t
B
L
m
u
t
H
m
u

C
L
m
u
t
H
m
u
D
L
m
uH
m
u
t


2. 解：1）q
m1
Q
q

c
p2
(
t

t
1
)
m2
2
热负荷

=15×10
3
×1.76×（55-20）
=9.24×10
5
KJh
Q9.24
10
424.2
kg
q
h
（4分）
2178

m1
r
2) K
du

0.020.58.58
Re1650010 000
3

0.5210
苯侧的

：

1.7610
3
0.5210
3
p
r
6.18
n0.4


0.148
流体被加热，

0.148


0.023Re
0.8
Pr
0.40.02316500
0.8
6.18
0.4
d0.02

2
=834.3 wm
℃
11
K 663
1125
11
d
1



0

2
d
2
1000083420
基于外表面积：
wm
2
℃
c
p
u
5

（7分）
3）L及n
Q
A
Kt
m
由传热基本方程：
QKAt
m
、
t
m

(1 3020)(13055)
91.4
13020
ln
13055
℃
9.2410
5
1000
A4.24
6 6391.43600
m
2

4
(根)
4.24
L1.82m
A

d< br>0
Ln


0.02531
（9分）
q
v


4
n
dnu
2q
v

4

2
1510
3
858

du

31
0.020.53600
2

1．（20分）在常压精馏塔内分离某两组分理想溶液。已知进料量为100kmolh，
进料组成为0 .5（摩尔分率，下同），馏出液组成为0.98，进料为泡点进料；塔
顶采用全凝器，泡点回流，操作 回流比为最小回流比的1.8倍。在本题范围内，
汽液平衡方程为： ，汽相默弗里板效率为0.5。若要求轻组分收率
为98％，试计算：
（1）釜残液组成；（5分）
（2）精馏段操作线方程；（5分）
（3）从塔顶向下第一层实际板下降的液相组成。（10分）

1. 解：（1）由题给条件


解得 kmolh
由全塔物料衡算方程：

联立得
（2）先计算

泡点进料
由气液平衡方程



精馏段操作线方程为
（5分）

（3）由汽相默弗里板效率定义，第一层实际板的汽相默弗里板效率为
（1）

，由
（5分）

塔顶为全凝器
由气液平衡方程，得
（2）
由精馏段操作线方程，得

（3）
将（2）、（3）式代入（1）式，得

解得 （10分）