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FE 化工考试练习：练习题和考试题

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免费练习题简单
混合器物流 1450 kg/h · 25% 盐物流 2700 kg/h · 15% 盐物流 3ṁ₃ = ? kg/h

两股盐溶液在稳态下混合。求出口流量 ṁ3。

ṁ1 = 450 kg/hx1 = 25 %ṁ2 = 700 kg/hx2 = 15 %
kg/h
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本课程的主题

物料衡算两股物流混合 · 按目标混合 · 蒸发器能量衡算加热物流 · 换热器 · 有热损失的换热器理想气体定律由 n、V、T 求 P · 由质量求 · 状态变化或密度化学计量由质量求质量 · 限量反应物 · 产率化学平衡由浓度求 Kc · ICE 表（三段式） · 需解一元二次方程的 ICE 表量热与焓变用 q = m·c·ΔT 计算加热 · 量热计 · 生成焓反应动力学一级反应 · 转化率和二级反应 · 阿伦尼乌斯反应器尺寸计算（CSTR 与 PFR）CSTR 一级反应 · PFR 一级反应 · 由体积求转化率换热器 (LMTD)LMTD · 所需面积 · 完整设计热传导单层墙 · 复合墙 · 有对流的墙管道摩擦与水头损失雷诺数 · 达西–魏斯巴赫水头损失 · 局部损失与总水头水泵与泵功率水功率 · 水泵效率 · 系统扬程与功率参加模拟考试限时、无提示，结束时给出分数和完整讲解

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FE 化工考试练习 考试技巧

  1. 1

    列衡算式之前，先选定基准并画出流程图。

  2. 2

    对于一级反应，记住达到相同转化率时 PFR 所需体积总是小于 CSTR。

  3. 3

    注意区分 ΔT 是温差（K 或 °C）还是绝对温度（K）。

例题详解

物料衡算简单
混合器物流 1300 kg/h · 30% 盐物流 2250 kg/h · 40% 盐物流 3x₃ = ? %

两股盐溶液在稳态下混合。求出口中盐的质量分数 x3。

ṁ1 = 300 kg/hx1 = 30 %ṁ2 = 250 kg/hx2 = 40 %

求： x3 (%)

显示提示
  1. 稳态下进多少出多少：列总物料衡算和溶质组分衡算。
  2. 总量：ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃。组分：ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃。
  3. ṁ3 = 550 kg/h.
显示答案和分步解答

稳态物料衡算：输入 = 输出，对总质量和每个组分分别成立（无反应）。

总物料衡算

ṁ3 = ṁ1 + ṁ2 = 300 + 250 = 550 kg/h

盐衡算

ṁ1x1 + ṁ2x2 = ṁ3x3
x3 = (300·30 + 250·40)/550 = 34.55 %

答案

x3 = 34.55 %
能量衡算中等
热侧冷侧乙二醇混合液 · 150 °C120 °C水 · 15 °Ct = ? °C

热乙二醇混合液在无热损失的逆流换热器中冷却水。求水的出口温度 tout。

ṁh = 1 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

求： tout (°C)

显示提示
  1. 热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。
  2. 先由热侧求 Q，因为它的两个温度都已知。
  3. Q = 108 kW.
显示答案和分步解答

换热器能量衡算：无损失时 ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin)。

热流体放出的热量

Q = 1·3.6·(150 − 120) = 108 kW

水吸收的热量

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4.18) = 40.84 °C

答案

tout = 40.84 °C
关于本课程

针对工程基础（FE）化工考试的练习题：物料衡算和能量衡算、热力学与化学平衡、动力学与反应器设计、传热和流体流动。

练习方式
  • “练习本课程”会混合出该课程所有主题的题目，就像真正的考试一样。
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本课程的计算器
热传导计算器理想气体状态方程计算器管道水头损失计算器（达西–魏斯巴赫）水泵功率计算器CSTR 与 PFR 体积计算器雷诺数计算器LMTD 计算器（对数平均温差）比热容计算器（q = mcΔT）产率计算器化学计量计算器（克到克和限量反应物）摩尔质量计算器联合气体定律计算器（玻意耳、查理和盖–吕萨克）实验式计算器（及分子式）
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