2013年化工工程師物料能量平衡試題及解析17

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　　1-18 物料分流時混合氣體流量和組成見下表。

　　此股氣體分成兩路，主線氣體經(jīng)換熱器加熱到140℃，副線氣體不加熱。在換熱器出口處，被加熱到140℃的主線氣體和副線氣體匯合成為112℃的氣體。求主、副線氣體每小時流量。兩股氣體如本題附圖所示?；旌蠚庠贏點分成兩股，被加熱的一股在B點與不加熱氣體匯合成為112 ℃。

　　A.主線3 046 kg/h，副線2 874 kg/h

　　B.主線3 073 kg/h，副線2 847 kg/h

　　C.主線811.9 kg/h，副線5 108.1 kg/h

　　D.主線3 021 kg/h，副線2 899 kg/h

　　答案：1-18 A

　　A.答案正確。

　　熱量衡算基準取0℃氣體。混合氣中各組分的質(zhì)量分數(shù)和0℃、83℃、112℃和140℃的比熱容數(shù)據(jù)列于下表。表中比熱容的單位是kJ/(kg•K)。

　　0 ℃的混合氣定壓比熱容為

　　cp=0.9061×1.609+0.032×0.9828+0.016×1.146+0.031×1.038+0.015×1.841=1.568kJ/(kg•K)

　　83 ℃的混合氣定壓比熱容為

　　cp=0.9061×1.835+0.032×1.195+0.016×1.384+0.031×1.05+0.015×1.883

　　=1.784 kJ/(kg•K)

　　112 ℃的混合氣定壓比熱容為

　　cp=0.9061×1.899+0.032×1.264+0.016×1.461+0.031×1.050+0.015×1.904

　　=1.845 kJ/(kg•K)

　　140 ℃的混合氣定壓比熱容為

　　cp=0.9061×1.931+0.032×1.329+0.016×1.533+0.031×1.067+0.015×1.925

　　=1.863 kJ/(kg•K)

　　設(shè)主線氣體的質(zhì)量流量為W1 kg/h，匯合處主線氣體的溫度為140 ℃，熱量為Q1 ，即

　　匯合處副線氣體的溫度為83℃，熱量為Q2，即

　　匯合后氣體溫度為112℃，熱量為Q3，即

　　忽略熱損失，則有

　　Q1+Q2=Q3

　　代入數(shù)據(jù)得

　　240.2W1+823519-139.1W1=1 131 478

　　解得 W1=3 046 kg/h

　　因此可知，主線氣體流量為3 046 kg/h，副線氣體流量為(5 920-3 046)=2 874kg/h。

　　B.答案錯誤。Q1、Q2、Q3全部計算錯誤，均沒有按0℃到相應(yīng)的溫度平均比熱容計算。最后結(jié)果為主線流量為3073 kg/h，副線流量為2847 kg/h。

　　C、D答案錯誤，均為計算錯誤。

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