化工原理试题3.docx

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1、一、填空题1.某设备上真空表的读数为13.3103Pa，那么设备内的绝对压强为表压强为。该地区大气压强为98.7103Pa。2.某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O真空度和1.6kgfcn2表压。假设当地大气压为760Hg,设备进、出口的压强差为。用SI制表示3 .一套管换热器的内管外径为80mm,外管内径为150mm,其环隙的当量直径为4 .有一内径为25mm的水管,如管中水的流速为1.0m/s,管中水的流动类型;管中水保持层流状态的最大流速水的密度p=1000kg/m3,粘度z=1cpJ5 .一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。假设管长与液体物性不变，而管径减至原有的一半，因流动阻

2、力产生的能量损失为原来的倍。6 .用力108x4Inm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度15Om包括管件的当量长度。假设此管路的全部能量损失为118J/kg，此管路输水量为m3/h。管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000kg/m37 .离心泵启动前灌泵，是为了防止现象发生；离心泵的实际安装高度小于允许安装高度,就可防止现象发生。8 .离心泵最常用的调节方法是;往复泵的流量调节是采用O9 .离心泵停车时要10 .离心泵装置中吸入管路的的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出。11 .一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，假设空气温度由20C升至50C，那么其沉降速度将。12 .降尘

3、室的生产能力与降尘室的和有关。13 .板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的倍。14 .在一套板框过滤机中，板有种构造，框有种构造。15 .热传递的根本方式为、和。16 .灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比，称为物体的。17 .在列管换热器中，假设用饱和蒸气加热空气，那么传热管的壁温接近的温度。18 .在一间壁式换热器中，用裂化渣油来加热原油。裂化渣油的初温为300,终温为200，原油的初温为25，终温为150,那么并流时平均温度差,逆流时平均温度差。19 .假设一外表温度为20C的物体的辐射能力为398Wm2，那么该物体的黑度为20 .为减少圆形管导热损失，采用包覆2种保温材料a、

4、b，假设它们厚度一样，导热系数1a1b那么包覆的顺序从内到外依次为C21 .溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为温度；气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为温度。22 .当泡点进料时，进料热状态参数q=；当饱和蒸气进料时，q23 .在两组分蒸馅别离中，假设组分相对挥发度越大，那么说明别离越易，越难，不确定；假设相对挥发度a=，那么不能用普通精储方法别离该混合液。24 .完成一个精馆操作的两个必要条件是和塔底上升蒸气。25.对于正在操作中的精馆塔，假设加大操作回流比，那么塔顶产品浓度会二、计算题1 .用1689mm的钢管输送原油。管线总长100km,油量为60000kg/h，油管最大抗

5、压能力为1.57107Pa。50时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。假定榆油管水平放置,其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务，中途需设几个加压站？2 .在此题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10800kg/h时,U管压差计读数R为100mm。粗、细管的直径分别为60x3.5nun与42x3mm。计算：1Ikg水流经两截面间的能量损失；2与该能量损失相当的压强降为多少Pa?水的密度取为1000kg/m33 .在图示装置中，水管直径为573.5nn。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压，而在阀门开启后，压力表

6、读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表欠的压头损失为0.5mH2O,求水的流量为假设干in3/h?=s=CX:4 .用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20J/kg，流量为36m3/h,高位槽与水池均为敞口。假设泵的效率为60%,求泵的轴功率。水的密度取为1000kg/m35 .某台板框式压滤机的过滤面积为O.2m2，在压差为1.5at下，以恒压操作方式过滤一种悬浮液，2小时后得滤液40m2，过滤介质阻力可以忽略不计，试求：1假设过滤面积加倍，其它情况不变，可得滤液多少m3?2假设将操作时间缩短一半，其它情况不变，可得滤液多少m3?3假设在原压差下过滤2

7、小时后，用5m3的水洗涤滤渣，需要多长洗涤时间？6 .在试验装置中过滤钛白的水悬浮液，过滤压力为3at表压，求得过滤常数如下：K=510-5m2/s,(7e=0.01m3/m2。又测出滤渣体积与滤液体积之比C=0.08m3/m3。现要用工业压滤机过滤同样的料液，过滤压力与所用滤布亦与实验时一样。压滤机型号为BMY33/810-45。这一型号设备滤框空级长与宽均为810mm，厚度为45mm，共有26个框，过滤面积为33m2，框内总容量为0.760m3。试计算：1过滤进展到框内全部充满滤渣所需要过滤时间；2过滤后用相当于滤液量1/10的清水进展横穿洗涤，求洗涤时间；3洗涤后卸渣、清理、装合等共需要

8、40分钟，求每台压滤机的生产能力，分别以每小时平均可得多少滤渣计。7 .在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15和40C,油的进、出口温度分别为150C和100。现因生产任务要求油的出口温度降至80,设油和水的流量、进口温度与物性均不变，假设原换热器的管长为1m,求将此换热器的管长增加多少米才能满足要求。换热器的热损失可忽略。8 .一单程列管式换热器，由直径为25x2.5mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为1.25kg/s，由80冷却到30，冷却水在管间和苯呈逆流流动，进口水温为20,出口不超过50。水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0.85kW/(m2)，污垢热

9、阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为1.9kJ(kg),管壁材料的导热系数为45W(m)。9 .氯仿CHC13和四氯化碳CC14的温合物在一连续精储塔中别离。播出液中氯仿的浓度为0.95摩尔分率，储出液流量为50kmo1/h，平均相对挥发度:1.6，回流比R=2。求：1塔顶第二块塔板上升的气相组成；2精馈段各板上升蒸气量V与下降液体量1以kmo1/h表示。10.今有含苯40%和甲苯60%(摩尔百分数，下同)的混合液，欲用精储塔别离出含苯95%的塔顶产品。进料为饱和液体，塔内平均相对挥发度为2.5。假设操作回流比取为最小回流比的1.5倍，写出精馅段操作线方程。答案一、填空

10、题1.85.4x103Pa;-13.3103Pa2.-1.687105Pa3.70mm4.湍流；0.08m/s5.166.79.13in3/h7气缚；气蚀8.改变阀门开度；旁路调节9.先关出口阀后断电10.底阀I1下降12.长；宽13.414.2;115.导热；对流；辐射。16.黑度17.饱和蒸气18.131.98;162.819.0.9520.b、a21.泡点；露点22.1;023.越易；124.塔顶液相回流25.提高二、计算题1.解：U1=U2，Z1=Phf=12Z2，P42u=V/A=(60000/890)/(3600x0.785x0.152)=1.06m/sRe=dup/jU=0.15

11、1.06890(18110-3)=782层流=64/Re=64/782=0.0818P=(1d)(u22)p=0.0818x(105/0.15)(1.0622)890=2.72107Pan=2.72107/(1.57107)=1.73中途应设一个加压站2.解：1Ikg水流经两截面间的能量损失设导管在上游的连接欠为截面1-，下游的连接欠为截面2-2,，并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程/+且+左=必+且+”+比22式中Z1=Z2=0,u=ws/Aq10800Cft,U1=2.953600-0.036210004m/s=1.361000m/s10800u2=3600-0.0534nrz

12、=9.31x0,1=0,931.P-p?=pgR，.pJ/kg将以上各数值代入柏努利方程式，解得1yCE2,952-1.362一，hf=0.981+=4.412J/kg2与该能量损失相当的压强降APf=phf=10004.41=4410N/m3.解：阀门全闭时，由P2=QgH，I1=0.31.013x105/10009.81)3.1m即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-，压力表欠为下游截面2-2，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式rMD1r口；P?IecZ1+-+-=Z2-+-+-hf2gPg2gpggZI=H=3m，Z2=0，P1=0，P2

13、=0.2x1.013105Pa，u1hfg=0.5mH20代入上式3.1=0.21.013105/10009.81+/29.81+O.5解得u2=3.24m/sVh=乃/4d2u3600=22.9m3/h4.解：设水池液面为1-截面，高位槽液面为2-2,，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。g1+9_+包+w.=gz2+红+Ehf2p2Z1=O，Z2=50in，u10，u20，P1=P2=0表压，hf=20J/kg.*.we=9.81x50+20=510.5J/kg水的质量流率Ws=3610003600=10kg/s有效功率Ne=wews=510.510=5105W轴功率N=51

14、05/0.6=8508.3W5.解：1因为恒压过滤，且不考虑过滤介质阻力所以V2=KA2qV2/V1=A2/A1V2=V1A2/A1=2z40=80n2(2)V22/V12=q2/q1V2=V1(q2/q1)1/2=40z(1/2)(3)由V2=KA2q微分后：2VdV=1V/q=KA22V(dVdq)W=(dVdq)E/4=KA28V=40/(82)=2.5in2qW=5/2.5=2h0.5=28.3m2A2dqV/8q/h6 .解1一个操作周期可得滤液体积P=也幽=处照495市cc0.0SF2+2FK。=ZTTo9.52+29.50.33KA51Q-5332=1772.66匕=/N=0.01x33=0.33m32最终过滤速率由过滤根本方程微分求得：M=上匚=警或=2.77幻。-”d)92(V+Ve)2(9.5+0.33)洗涤速率为最终过滤速率的1/4。洗涤水量为：Vw=0.1F=0.95mCAVw40.95Qw=7r-=r=1372$P(Vd)92.771033操作周期为：%=4+%+%=1773+40x60+1372=5545$生产能力：=360Qz=62滤液/小时0=2C=6.2x0.08=0.496z饼/小时7 .解：原平均温度差1=150-15=135,