注册化工工程师执业考试2017年真题 19-21

题目

20℃的空气以 20000m3 /h 的流量通过管路 ABC 于 C 处进入一常压设备,如下图所示,管
路的规格为φ530 × 7mm ,现因生产变动,要求 送 C 处的空气量减少 8000 m3 /h ,并在 B 处接出一支管,以便将多出的空气在 D 处送入另一常压设备。 BD段管子极短,其直管阻力可以
忽略不计。若设 BC 、BD 间的局部阻力系数(不含出口阻力系数)分别为 7 和 4 ,管路摩
擦系数λ =0.014 , BD 支管计算内径( mm )是下列哪个数值

(A)517 ( B)412 (C) 363 (D) 394

解答

考察压损计算。
改动之前,所有气量到C处,压差用于推动AC间气体流动
改动之后,到C处气量为 12000,其压差相应降低为原有压差的 36%
改动之后,由于D也是常压,因此AD的压差与AC相同,即BD与BC的压差相同
由于压差计算公式为:

    \[ \Delta P = \rho (\lambda \frac{l}{d} + \Sigma \xi) \frac{u^2}{2} \]

    \[ \Delta P_{BC} = \Delta P_{BD} \]

    \[ (0.014*\frac{34+6}{0.516}+7)*(\frac{12000/3600}{\pi *0.516^2/4})^2*\frac{1}{2} = 4*(\frac{8000/3600}{\pi d^2/4 })^2*\frac{1}{2} \]

    \[\frac{d^2}{0.516^2} = \frac{8000}{12000}(\frac{4}{8.085})^{0.5} \]

    \[d=0.353m\]

选C

题目

某工厂用温度为 133.3 ℃的饱和蒸汽加热某种液体,液体温度由 105 ℃升高到 115 ℃,已
知液体流量为 360m3 /h ,密度为 1080kg/ m3 ,比热容为 2.93kJ/ (kg · K ),该换热器面积为180m2 ,若热损失忽略不计,则传热系数 [w/m^2 · K] 应为下列哪个数值?
(A)1780 (B) 1287 (C) 923 (D) 754

解答

考察热量计算。

    \[Q = K A\Delta T_1\]

    \[Q = mC_p\Delta T_2\]

要求得K,关键先要得到温差 \Delta T_1
采用对数温差方案
\Delta t_1 = 133.3-105 =28.3
\Delta t_2 = 133.3 - 115 = 18.3
\Delta T_1 = \frac{\Delta t_1 -\Delta t_2}{ln(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2})}
= \frac{10}{ln(\frac{28.3}{18.3})}
= 22.94
K = 360 *1080 *2.93 *10 /180 / 22.94 *1000/3600= 766
最后的单位换算也很重要,不然算出来就懵逼了,没一个对得上

题目

某炼油厂有两台传热面积相同,传热系数均为 K=350 w/ m^2 ·℃)的列管换热器串联使
用,具体参数如下图所示:

平均温度差校正因子F_T 与 R 和 S 的关系如下:
| R | S | F_T |
|——|——-|——|
| 2.42 | 0.33 | 0.92 |
| 3.06 | 0.15 | 0.98 |
| 3.06 | 0.292 | 0.88 |
则每台换热器的传热面积(m^2 )是下列哪个数值?
(A)43 (B) 86 (C) 113 (D) 226

解答

考察F_T概念和计算。

计算得到R = (208-113)/(133-102)=3.06
S= (133-102)/(208-102) = 0.2897
因此根据上表查得 F_T = 0.88

将这两个换热器看成一个大的换热器,计算对数平均温差
\Delta T_1 = 208-133=75
\Delta T_2 =113-102=11
LMTD = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{ln\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}}
=\frac{75-11}{ln\frac{75}{11}}
=33.34

根据热量计算公式
Q= wC_h\Delta T_h = KA\Delta TF_T
A = \frac{ wC_h\Delta T_h }{K\Delta TF_T}
A= \frac{40*1000*2.2*1000*(208-113)}{3600*350 *33.34*0.88}
A=226
单台换热器面积为113
选C

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