《化工原理试题3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理试题3（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、填空题1. 某设备上真空表的读数为13. 3X10 3 Pa ,则设备内的绝对压强为 ,表压强为。已知该地区大气压强为98. 7 X1O 3 Pa o2.某设备的进、出口压强分别为1 200 mmH 2 0 （真空度）和1 . 6 kgf/ c m 2 （表压）。若当地大气压为7 60 mmHg,设备进、 岀口的压强差为 。（用SI制表示）3. 一套管换热器的内管外径为8 0 mm,外管内径为150 mm,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 0 m / 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 = 1 000 kg / m
2、3 ,粘度 U 二 1 cp ） o5. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至 原有的一半，因流动阻力产生的能量损失为原来的 倍。6. 用6 10 8X4 mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150 m （包括管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为118 J/kg ，此管路输水量为-m 3 /h 。（管路摩擦系数可取为0. 02 ，水的密度取为1000 k g/m 3 ）7. 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 oI
3、 0.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，若空气温度由20 C升至50 C,则其沉降速度将 o12. 降尘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. 热传递的基本方式为 、 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 O17. 在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近 一的温度。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3 00 C, 终温为2
4、0 0C,原油的初温为2 5C,终温为150 C ,则并流时平均温度差,逆流时平均温度差 O1 9.若一表面温度为20 C的物体的辐射能力为3 9 8W/m 2 ，则该物体的黑度为 o2 0.为减少圆形管导热损失，采用包覆2种保温材料a 、 b ，若它们厚度相同，导热系数1 a 1 b，则包覆的顺序从内到外依次为21 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。2 2.当泡点进料时，进料热状态参数q二 :当饱和蒸气进料时，q23. 在两组分蒸憎分离中，若组分相对挥发度越大，则表明分离（越易，越难，不确定）；若相对挥发度a二 ,则不能用普通精
5、憎方法分离该混合液。24. 完成一个精憎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憎塔，若加大操作回流比，则塔顶产品浓度会 二.计算题1.用 016 8 X9 mm的钢管输送原油。管线总长100 km,油量为60000 k g /h,油管最大抗压能力为1. 5 7 X10 7 Pa。已知 5 0 C时油的密 度为890 k g/m 3 ，粘度为181 cp 。假定输油管水平放置，其局部阻 力忽略不计。问：为完成上述输油任务， 中途需设儿个加压站？管管与2 在本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 压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10 800
6、 kg/h时，U 压差计读数R为10 0 mm。粗、细管的直径分别为060 X3. 5 mm与 42X3 mm。计算：（1） lkg水流经两截面间的能量损失；（2 :该能量损失相当的压强降为多少Pa ?（水的密度取为10 0 0 kg/m 3）3. 在图示装置中，水管直径为0 5 7X3.5 mm o当阀门全闭时，压力表读数 为0. 3 大气压,而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路 入口至压力表处的压头损失为0.5 mH 2 0,求水的流量为若干 m 3 / h ?4. 用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50 m ,管路全部能 量损失为2 0 J / kg ，流量为
7、3 6 m 3 /h ,高位槽与水池均为敞口。若泵 的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为10 00 kg/m 3 ）5. 某台板框式压滤机的过滤面积为02m 2，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4 0 m2,过滤介质阻力可以忽略不 计，试求：（1）若过滤面积加倍，其它情况不变，可得滤液多少m3 ?（ 2）若将操作时间缩短一半，其它情况不变,可得滤液多少m 3 ?（ 3 ）若在原压差下过滤2小时后，用5m 3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二5X10 - 5m2/s,
8、 q e二0.0 Im3/m2。又测出滤渣体 积与滤液体积之比c =0. 08m 3 /m 3。现要用工业压滤机过滤同样的料液， 过滤压力及所用滤布亦与实验时相同。压滤机型号为BMY3 3 /81 0 -45 。这 型号设备滤框空处长与宽均为81 0 mm，片度为4 5 mm，共有26个框，过 滤面积为33 m 2 ，框内总容量为0.760m 3。试计算：（1 ）过滤进行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的清水进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3 ）洗涤后卸渣、清理、装合等共需要4 0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
9、器中,用水冷却油。水的进、出口温度分别为15 C和40C , 油的进、出口温度分别为150C和100 C。现因生产任务要求油的出口温度 降至8 0 C ,设油和水的流量、进口温度及物性均不变,若原换热器的管 长为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025X2. 5mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为1.25 kg/s ,由80 C冷却到3 0 C,冷却 水在管间和苯呈逆流流动,进口水温为2 0 C ,岀口不超过50 Co已知水 侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0. 85 kW /（ m2 C）,污垢热阻和换热器的热
10、损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平 均比热为1.9 kJ/（kgC ）,管壁材料的导热系数为4 5 W/（m C ） o9. 氯仿（CHC1 3 ）和四氯化碳（CC1 4 ）的混合物在一连续精憎塔中分离。 镭岀液中氯仿的浓度为093 （摩尔分率），憎岀液流量为5 0 kmol/h，平 均相对挥发度8二1.6 ，回流比R二2。求：（1 ）塔顶笫二块塔板上升的气相组成；（2 ）精憎段各板上升蒸气量V 及下降液体量 L （以kmo 1/h表示）。1 0.今有含苯40%和甲苯60%（摩尔百分数，下同）的混合液，欲用精憎 塔分离出含苯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 o
11、若操作回流比取为最小回流比的1. 5倍，写岀精镭段操作线方程。答案一.填空题 1. 8 5.4XI 0 3 Pa : -13. 3 X 10 3 Pa 2 一1 6 8 7X 1 0 5 P a 3. 70 mm 4.湍流；0. 0 8 m/s 5. 16 6. 79. 1 3 m 3 /h 7 气 缚；气蚀8.改变阀门开度；旁路调节9.先关出口阀后断电1 0 底阀I 1.下降12.长；宽13.4 14.2; 1 1 5.导热；对流；辐射。16.黑度 17.饱和蒸气 18.131. 98 C ；16 2 . 8 C 19. 0.9520. b、a 21.泡点 ；露点 22.1;02 3. 越易
12、；124. 塔顶液相回流25-提高二.计算题1 解：u 1 =u 2 , Z 1=1. 0 6 m/sReduP /0. 15X1. 0 6 X 8 90/ (181X 1 0-3 ) =782层流 X = 64/Re64/782 二 0 0 8 18u = v / A = (60000 / 890) / (3600 X 0.785X 0. 152)阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-f，压力表处为下游截面2-27，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式+巴+巴_+丄血2g Pg gZ 1=11=3m ,Z 2 = 0 , P 1 = 0 , P2 = 0. 2X 1 013 X10
13、5 Pa , u 1心0 ,Shf/g = 0.5 mH 20代入上式3. 1 二0.2X1.0 1 3 X10 5 / ( 1000X9.81)+ 时/ ( 2X9. 81 )+0.5解得u 2 =3. 24m/s/hV h =(n /4)d 2 u X3600 二二 2 2.9 m34.解：设水池液面为1-r截面，高位槽液面为22，以水池液面为基准 水平面，在两截面间列柏努利方程式。酩亠区亠fu叫=%亠哎+电Mhf2 p2 pZ 1= 0,Z2= 50m , u 10, u 2 0 , P 1 = P2=0 (表压)，工hf =20 J/kg we = 9.81X50+ 20 =5 1 0
14、.5 J/kg水的质量流率 w s = 36X100 0 / 3 6 00 = 1 0 kg/s有效功率Ne=we ws 二 510. 5X10 二 5105 W轴功率N = 51 0 5/0. 6 = 8 5 08. 3 W5. 解：(1)因为恒压过滤，且不考虑过滤介质阻力所以 V 2 = K A 2 qV 2 /V 1 = A 2 /A 1V 2 = V 1 A 2 /Al 二2 4 0 =80 m 2(2 ) V 22 /V 1 2= q 2/ q IV2=Vl(q 2/ql )1/2 =40 (1/2) 0.5 =2 8.3 m 2(3) 由 V 2 二 KA 2 q 微分后：2V 孑
15、 V 二 KA 2 d QdV/ d q = KA 2 /2V(dV/dq) W= (dV/d q ) E /4= KA 2 / 8V = V/8Q=40/ (8 2)=2.5 m 2 /hq W = 5/2. 5 =2 h6. 解(1 ) 一个操作周期可得滤液体积_滤饼体积框内总容童_耐=cc0.08J/= .4 = 0.01x33 = 0.33m3_33? x5x!052(V + V) 2(9.5+0.33)V + 2VV = KeJL42(2 )最终过滤速率山过滤基本方程微分求得:= 2.77x10ot3/s洗涤速率为最终过滤速率的】/4 。洗涤水量为:冷=0.1K = 0.95 /心52.77x1 戶(3 )操作周期为：
