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化工原理补充计算题

化工原理补充计算题
化工原理补充计算题

1、用离心泵从水池将水送至12m高处的水塔,输水管路如图所示。输送流量为错误!未找到引用源。=0.25错误!未找到引用源。,管道总长L=50m(包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为40mm,摩擦系数λ=0.03,试问:

(1)若所选用的离心泵的特性方程:错误!未找到引用源。(错误!未找到引用源。-m;

错误!未找到引用源。)。为什么该泵是适用的?

(2)管路条件不变时,此泵正常运转后管路实际流量为多少错误!未找到引用源。,该泵的有效功率错误!未找到引用源。为多少W?

(3)若要减少流量,提出两个可行的调节流量的方法。

2、在某一传热面积为90错误!未找到引用源。的再沸器中,用95℃的热水加热某有机液体,使之沸腾产生一定量的蒸汽,液体的沸点为45℃。已知热水在管程的流速为0.5m/s(相当于流量为1.26错误!未找到引用源。),出口水温为75℃,再沸器中列管的内径为20mm,试求:

(1)该再沸器在上述条件下的热负荷和传热系数K。

(2)热水侧的传热膜系数错误!未找到引用源。和沸腾侧的传热膜系数错误!未找到引用源。

(3)请说明该再沸器的传热阻力控制步骤是在哪一侧?

假定热水的物性与沸腾侧的传热膜系数可视为不变,热水的物性为:错误!未找到引用源。;错误!未找到引用源。;错误!未找到引用源。λ=0.677w/m.K,管壁两侧的污垢热阻各取

为0.0002错误!未找到引用源。,管壁热阻可忽略不计。

3、用精馏塔分离某双组份混合物,塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热,塔中进料,进料量为50kmol/h,轻组分含量为0.25(摩尔分率),泡点进料,塔顶采出率错误!未找到引用源。为0.25(摩尔流量比),塔顶轻组分含量为0.95(摩尔分率),物系相对挥发度为2.5,若操作回流比为最小回流比的1.5倍,试求:

(1)塔底产品的量W和浓度错误!未找到引用源。

(2)实际操作的回流比R

(3)写出精馏段和提馏段操作线方程

(4)求离开第二块理论板(自塔顶向下数)的上升蒸汽和下降液体的组成。

化工原理计算题

流体流动、流体输送机械习题 主要计算公式: 1、流体静力学基本方程式: gh p p ρ+=0或 2、流体的速度、体积流量、质量流量 及质量流速之间的关系: uA q v = 圆管: 2 4 d q u v π = ρ ρuA q q v m == ρ ρu A q A q G v m === 3、稳定流动时的连续性方程: 对任一截面: 常数 ==m q uA ρ 对不可压缩流体:常数=uA 4、柏努利方程: 221122 1222u p u p gz gz ρρ ++=++ 不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程: ∑+++=+++f e h p u gz w p u gz ρρ2 222121122 或∑+?+?+?=f e h p u z g w ρ22 5、流体通过直管的摩擦阻力: 22 u d l h f λ = 6、摩擦因数(系数)λ 层流( 2000 ≤e R ): ρ μ λdu R e 6464= = 层流时直管摩擦阻力: p g z ρ+=常数

232d g lu h f ρμ= 湍流( 5 310~103?=e R ),且在光滑管内流动时: 25 .03164 .0e R =λ 柏拉修斯(Blasius )式 7、局部阻力计算 (1)当量长度法 22 u d l h e f λ = (2)阻力系数法 2u 2 ξ =f h 8、流体输送设备消耗的功率 η W q ηH ρgq ηP P e m v e a === H ρgq P v e = 9、并联管路 3 21V V V V ++= B fA f f f h h h h -?=?=?=?321 10、分支管路 21V V V += 1 f01 21020 0h ρP 2u gz ρP 2u gz 1 -∑+++=++ 2 f02 22h ρP 2u gz 2 -∑+++=常数=

化工原理计算题

1、 如图所示,从高位槽向塔内进料,高位槽中液位恒定,高位槽和塔内的压力均为大气压。 送液管为φ45×2.5mm 的钢管,要求送液量为4.2m 3/h 。设料液在管内的压头损失为1.4m (不包括出口能量损失),试问高位槽的液位要高出进料口多少米? 其中:z1=h ,u1=0 p1=0(表压) He=o Z2=0 p2=0(表压) hf=1.4m 将以上各值代入上式中,可确定高位槽液位的高度: 计算结果表明,动能项数值很小,流体位能主要用于克服管路阻力。 2、 如附图所示。用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶,并经喷嘴喷出,水流量为35 m3/h 。 泵的入口管为φ108×4mm 无缝钢管,出口管为φ76×3 mm 无缝钢管。池中水深为1.5m , 池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m 。水流经所有管路的能量损失为42 J/kg (不包括喷嘴), 喷嘴入口处的表压为34 kPa 。设泵的效率为60%,试求泵所需的功率.(水密度以1000kg/m3计) 解: 取水池大液面为1-1’面,取喷嘴入口内侧为2-2’截面,取池底水平面为基准水平面, 在1面与2面之间列柏努利方程 由题 Z1=1.5 m; P1=0 (表压); U1=0 z2=20; u2=qv/(0.785d22)=35/(3600*0.785*0.072)=2.53 m/s; P2= 34 Kpa (表压); Wf=42 J/kg 3、 例:在操作条件25oC 、101.3kPa 下,用CO2含量为0.0001(摩尔分数)的水溶液与含CO2 10% (体积分数)的CO2 -空气混合气在一容器内充分接触。 (1)判断CO2的传质方向中,且用气相摩尔分数表示过程的推动力; (2)设压力增加到506.5kPa ,则CO2的传质方向如何?并用液相分数表示过程的推动力? (3)若温度增加到60oC ,压力仍为506.5kPa ,则CO2的传质方向如何? 解:(1)查表5-2得:25oC 、101.3kPa 下CO2 -水系统的E =166MPa ,则 因y=0.10比较得y < y*所以CO2的传质方向是由液相向气相传递,为解吸过程。 解吸过程的推动力为:Δy=y*-y = 0.164-0.10 = 0.064 (2)压力增加到506.5kPa 时,因x=1×10-4比较得x*>x 所以CO2的传质方向是由气相向液相传递,为吸收过程。 吸收过程的推动力为Δx=x*-x = 3.05×10-4-----1×10-4=2.05×10-4 由此可见,提高操作压力,有利于吸收 0.164 0.0001163916390.1013166=?=====m x y*p E m

化工原理计算练习题(含答案)

1.将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去,要求输送量为36m 3 /h, 液体的扬升高度为7m 。输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成,总长为160(包括所有局部阻力的当量长度)。现采用某种型号的耐酸泵,其性能列于本题附表中。问:该泵是否合用? Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%) 17 30 42 46 44 已知:酸液在输送温度下粘度为1.15?10-3 Pa ?s ;密度为1545kg/m 3 。摩擦系数可取为0.015。 解:(1)对于本题,管路所需要压头通过在储槽液面(1-1’)和常压设备液面(2-2’)之间列柏努利方程求得: f e H g p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222 2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ,u p p m z z 表压 管内流速:s m d Q u /99.1080 .0*785.0*360036 42 2 == = π 管路压头损失:m g u d l l H e f 06.681 .9*299.108.0160015.022 2==∑+=∑λ 管路所需要的压头:()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以(L/s )计的管路所需流量:s L Q /103600 1000 *36== 由附表可以看出,该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ,当流量为管路所需要的10 L/s ,它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内,管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度,管的进、出口当量长度也包括在内)。已知: 水的流量为56.5m 3·h -1,水的粘度为1厘泊,密度为1000kg·m -3,管路摩擦系数可取为0.024,计算并回答: (1)水在管内流动时的流动形态;(2) 管路所需要的压头和有效功率; 图2-1 解:已知:d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m

【第一部分】化工原理 计算题()

【1-1】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m ,当地大气压力为101.2kPa 。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯 化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米? 解 管中水柱高出槽液面2m ,h=2m 水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力 绝p 在水平面11'-处的压力平衡,有 .绝绝大气压力 1012001000981281580 (绝对压力) ρ+==-??=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压 表p (3)管子上端空间的真空度 真p (4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度'h 常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为/ccl kg m ρ=4 31594 【1-2】在20℃条件下,在试管内先装入12cm 高的水银,再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kg m ,当地大气压力为101kPa 。试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。 解 水的密度/3水=998ρkg m 【1-3】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为/31250kg m 的液体,液面高度为 3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m 及1m ,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa 。试求: (1)压差计读数(指示液密度为/31400kg m );(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。 习题1-1附图

解 容器上部空间的压力.29 4(表压) =p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ,指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p (2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410 【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为./05m s ,管内径为200mm ,截面2处的管内径为100mm 。由于水的压力,截面1处产生1m 高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少(忽略从1到2处的压头损失)? 解 ./105=u m s 另一计算法 计算液柱高度时,用后一方法简便。 【1-5】在习题1-16附图所示的水平管路中,水的流量为./25L s 。已知管内径15=d cm , .225=d cm ,液柱高度11=h m 。若忽略压头损失,试计算收缩截面2处的静压头。 解 水的体积流量 ././33252510 -==?V q L s m s , 截面1处的流速 ../.3 12 2 1 25101274005 4 4 π π -?= = =?V q u m s d 习题1-4附图 习题1-5附图

化工原理计算题

第一章 流体流动 【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3,试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度为若干。 解:根据式1-4 998 4.01830 6.01+=m ρ =(3.28+4.01)10-4=7.29×10-4 ρm =1372kg/m 3 【例1-2】 已知干空气的组成为:O 221%、N 278%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。 解:首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m 3 根据式1-3a 气体的平均密度为: 3kg/m 916.0373 314.896.281081.9=???=m ρ 【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3,水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。 (1)判断下列两关系是否成立,即 p A =p'A p B =p'B (2)计算水在玻璃管内的高度h 。 解:(1)判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内,并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p'B 的关系不能成立。因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上,但不是连通着的同一种流体,即截面B-B '不是等压面。 (2)计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知,p A =p'A ,而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算,即 p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh 于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh 简化上式并将已知值代入,得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m 【例1-4】 如本题附图所示,在异径水平管段两截面(1-1'、2-2’)连一倒置

化工原理干燥计算题

1、将在常压下温度为30℃、相对湿度为20%的新鲜空气,通过第一加热器加热到某温度后,在通过一喷水室进行绝热冷却增湿到饱和状态,得到温度为45℃的湿空气,在H-I图上画出空气状态变化的过程示意图。 2、将在常压下温度为30℃、相对湿度为20%的新鲜空气,通过第一加热器加热到某温度后,再通过一喷水室进行绝热冷却增湿到饱和状态,最后通过第二加热器加热到温度为45℃、相对湿度为40%的湿空气,试在H-I图上示意绘出空气状态变化情况。 3、一常压干燥器欲将1200kg/h的湿含量为5%的湿物料干燥至1%(湿基),所用空气的t =20℃、 =75%、湿空气量V=2500m /h。干燥器出口空气的干球温度为50℃。假定为绝热干燥过程。又已知预热器以125 ℃的饱和水蒸气加热空气,其传热系数为40W/m ℃,求单位面积预热器所需传热量(预热器热损失不计)。 3、X1=5/95=0.0526 X2=1/99=0.0101 G c= 1200(1-0.05)=1140kg/h W=1140(0.0526-0.0101)=48.45kg/h 根据t0 =20℃、0 =75% ,由t-H图,查得H0=0.011kg/kg干气 =0.844m 3/kg干气 L=2500/0.844=2961kg干气/h H2=W/L+H1=48.45/2961+0.011=0.0274 kg/kg干气 I0=(1.01+1.88×0.011)×20+2492×0.011=48.0kJ/kg干气 I2=(1.01+1.88×0.0274)×50+2492×0.0274=121.3kJ/kg干气 绝热干燥过程I1=I2,即 I1=(1.01+1.88×0.011)t1+2492×0.011=121.3 t1=91.1℃

化工原理计算题例题

三 计算题 1 (15分)在如图所示的输水系统中,已知 管路总长度(包括所有当量长度,下同)为 100m ,其中压力表之后的管路长度为80m , 管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m , 水的密度为1000Kg/m 3,泵的效率为0.85, 输水量为15m 3/h 。求: (1)整个管路的阻力损失,J/Kg ; (2)泵轴功率,Kw ; (3)压力表的读数,Pa 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ; 由题意知, s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)泵轴功率,kw ; 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中, ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0, p 1= p 0=0(表压), H 0=0, H=20m 代入方程得: kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=, η=80%, kw w N N e 727.11727===η 2 (15分)如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定 不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为 1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为 4.9J/kg ,压力表读数为 2.452×

化工原理复习题..干燥计算题

干燥 一、填空 1.在101.33kPa的总压下,在间壁式换热器中将温度为293K,相对湿度为80%的是空气加热,则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度:_____________,相对湿度:__________,露点t d_________。 2.在101.33kPa的总压下,将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度:_____________,相对湿度:__________,露点t d_________。 3.在实际的干燥操作中,常用____________来测量空气的湿度。 4.测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5.对流干燥操作的必要条件是___________________;干燥过程是__________相结合的过程。 6.在101.33kPa的总压下,已知空气温为40℃,其相对湿度为60%,且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa,则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气,其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7.在一定的温度和总压强下,以湿空气做干燥介质,当所用空气的湿度减少时,则湿物料的平衡水分相应__________,其自由水分相应___________。 8.恒定的干燥条件是指空气__________,____________,_____________均不变的过程。9.恒速干燥阶段又称__________控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_________; 降速干燥阶段又称_________控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下,测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为:当相对湿度=100%时,结合水含量为0.26kg/kg绝干料;当相对湿度=40%时,平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料,现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触,非结合水含量为______kg/kg绝干料,自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段,则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水(m2.h),临界含水量为____________kg/kg绝干料,平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________,干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段,其中_____是最有效的干燥区域。 二、选择题 1.已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数( ) A. H,p B. H,t d C. H, t D. I,t as

化工原理试题库计算题

二:计算题(50分) 1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液,其中易挥发组份的组成为60%(縻尔分率,以下相同)的料液于泡点下送入精馏塔。要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%,残液中易挥发组份的组成不大于2%。 求:每获1kmol 馏出液时原料液用量? 若回流比为1.5 ,它相当于min R 的多少倍? 假设料液加到板上后,加料板上的浓度仍为60%,求提馏段第二块理论板上的液相组成?已知: 3=α,6.0=F x ,9.0=D x ,02.0=w x ,1=q 。相平衡关系:()x x x x y 21311+=-+=αα, F=W+D F=W+1, 9.0102.006?+?=?w F 。联立求解得:Kmol F 52.1=。 最小回流比:1=q ,q F x x ==6.0,818.06 .0.2106 .3213=+=+= x x y q 。 376.06 .0818.0818 .09.0mi n =--=--= q q q D x y y x R 。 其倍数为:4376.05.1==n 。 提馏段操作线方程:W L x W x W L L y w -- -= ' ' '. , 52.0=W , 02.352.15.1.'=+=+=+=F D R F L L 00416.0208.1-=x y 由6.0'1=x , 得:72.000416.0208.1'2=-=x y 。 即:提馏段第二块板上的气相组成为0.72. 2、某吸收过程中,平衡关满足亨利定律Y=mX 。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L h Kmol 和 V h Kmol ,吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为 1Y 、2Y 、1X 、2X 。证明当解吸因素1=L mV 时,传质=-=-=??*1 21 2Y Y Y Y G mX Y dY Y Y dY N () ?-+-1 222Y Y Y L V X Y L V m Y dY 22211 222mX Y Y Y mX Y dY N Y Y G --=-= ?()=----=---=2 222212 2211mX Y mX Y mX Y mX Y mX Y N G 222 1mX Y Y Y --。 3、某干燥器将肥料从含水5%干至0.5% (湿基),干燥器的生产能力c G 为s Kg 绝干料5.1。物料进 出干燥器的温度分别为C 021及C 066。湿空气经预热后的温度为C 0127,湿度为干空气 水Kg Kg 007.0,出干燥器的温度为C 062。若干燥器内无补充热量,热损失忽略不计。试确 定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度?(K Kg Kj C s .88.1=)。干燥水分量: () ()() 21211.1.w w w w G W c ---= ,s Kg w 238.0=。

化工原理(下)练习题

化工原理(下)练习题 一、填空 1. 精馏和普通蒸馏的根本区别在于;平衡蒸馏(闪蒸)与简单蒸馏(微分蒸馏)的区别是。 2. 双组分精馏,相对挥发度的定义为α=___ ____,其值越表明两组分越。α=1时,则两组分。 3.精馏的原理是,实现精馏操作的必要条件是和。 4.精馏计算中,q值的含义是___ ______,其它条件不变的情况下q值越_______表明精馏段理论塔板数越,q线方程的斜率(一般)越。当泡点进料时,q=,q线方程的斜率=。 5.最小回流比是指,适宜回流比通常取为倍最小回流比。 6. ____ 操作条件下,精馏段、提馏段的操作线与对角线重叠。此时传质推动力,所需理论塔板数。 7.精馏塔进料可能有种不同的热状况,对于泡点和露点进料,其进料热状况参数q值分别为和。 8. 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度,液相组成气相组成。 9. 精馏塔进料可能有种不同的热状况,当进料为气液混合物且气液摩尔比为2 : 3时,则进料热状况参数q值为。 10. 对一定组成的二元体系,精馏压力越大,则相对挥发度,塔操作温度,从平衡角度分析对该分离过程。 11.板式精馏塔的操作中,上升汽流的孔速对塔的稳定运行非常重要,适宜的孔速会使汽液两相充分混合,稳定地传质、传热;孔速偏离适宜范围则会导致塔的异常现象发生,其中当孔速

过低时可导致_________,而孔速过高时又可能导致________。 12. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t, 湿球温度t w和露点t d间的关系为___________; 对饱和空气则有____ _____。 13. 用相对挥发度α表达的气液平衡方程可写为,根据α的大小,可以用来,若α=1,则表示。14.吸收操作是依据,以达到分离混合物的目的。 15.若溶质在气相中的组成以分压p、液相中的组成以摩尔分数x表示,则亨利定律的表达式为,E称为,若E值很大,说明该气体为气体。 16.对低浓度溶质的气液平衡系统,当总压降低时,亨利系数E将,相平衡常数m 将,溶解度系数H将。在吸收过程中,K Y和k Y是以和为推动力的吸收系数,它们的单位是。 17含低浓度难溶气体的混合气,在逆流填料吸收塔内进行吸收操作,传质阻力主要存在于中;若增大液相湍动程度,则气相总体积吸收系数K Y a值将;若增加吸收剂的用量,其他操作条件不变,则气体出塔浓度Y2将,溶质A的吸收率将;若系统的总压强升高,则亨利系数E将,相平衡常数m 将。 18.亨利定律表达式p*=E x,若某气体在水中的亨利系数E值很小,说明该气体为气体。 19.吸收过程中,若减小吸收剂用量,操作线的斜率,吸收推动力。20.双膜理论是将整个相际传质过程简化为。21. 脱吸因数S可表示为,它在Y—X图上的几何意义是。若分别以S1、S2,S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数,吸收过程中操作条件相同,则应有S1 S2 S3。 22.不饱和湿空气预热可提高载湿的能力,此时H ,t ,φ,传热传质推动力。

化工原理计算题

流体流动、流体输送机械习题 主要计算公式: 1、流体静力学基本方程式:P P°gh或z 气常数 2、流体的速度、体积流量、质量流量及质量流速之间的关系:不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程: 6、摩擦因数(系数) 层流(R e 2000): 层流时直管摩擦阻力:64 64 R e du h f 32 lu g d2 湍流R e 3 103 ~105 ,且在光滑管内流动 时: q v uA 圆管: q m q v uA q m q v A 3、稳定流动时的连续性方程: uA 对任一截面: q m 常数 对不可压缩流体: 4、柏努利方程: 2 U i P i uA常数gZ2 2 u1P1 2 u? gz12W e gz22 2 u P W e g z h f 或2 h f h f 5、流体通过直管的摩擦阻力: l_u^ d 2 P2

11、 毕托管(皮托管) 12、 孔板流量计: q v C °A 0, 2gR(p p 0.3164 柏拉修斯 (Blasius )式 7、局部阻力计算 h f 2 l e U (1)当量长度法 h f u 2 (2)阻力系数法 &流体输送设备消耗的功率 P e p gqH n Q m W e F e p gqn 9、并联管路 V V V 2 V 3 h f 1 h f2 h f 3 h fA —v V 1 AZ V 2 A V 3 / B ] 1 10、分支管路 0 1 2 gZ o P) 2 U 1 U 2 gZ 2 gZ i h f0 1 h f0 2 常数 2gR( p p

13、离心泵的安装高度(防止汽蚀) (1)允许吸上真空(高)度HS : 是指泵入口处P1可允许达到的最高真空度,其表达式为: P P H S 冬上 pg HS —离心泵的允许吸上真空高度, m 液柱;Pa — 大气压,N/m2; —被输送液体的密度,kg/m3 如图,以贮槽液面为基准,列出槽面0—0与泵入口 则: H g P a P i 2 U 1 2g H f (a ) H g H S 2 U 1 2g H f 此式用于计算泵的安装高度 U 1 2 U i 管件 H f (2) 汽蚀余量 2 业) g 2g 静压头动压头 将此式代入上面的( P v (P 1 P v a )式中, 有: H g 豆 pg 习题: 1、用离心泵将池中水送到高位槽,已知管路总长 100m (包括当量长),其中压力表后为80m ,管路摩 擦系数,管内径0.05m ,当流量为10m3/h 时泵效率 为80%,求:(1)泵的轴功率;(2)压力表读数。 (取?=1000kg/m3) 解:(1)如图取1-1、2-2截面,以1-1截面为基准列 H f 1

化工原理下计算题

吸收 1.在一内径为0.8m、填料塔高度为4m的吸收塔中,用清水吸收混合气体中的溶质组分。吸收塔操作压强为101.33kPa、温度为20℃,混合气体积流量为1000 m3/h,进塔气相组成为0.05,出塔气相组成为0.01(均为摩尔分数)。吸收剂用量为96kmol/h。操作条件下相平衡关系为Y*=2X(X、Y为摩尔比),试求: (1)吸收剂用量为最小吸收剂用量的倍数; (2)气相体积吸收总系数K G a, kmol/(m3?h?kPa) 解:(1)最小吸收剂用量可用下式计算: L min =V(Y 1 -Y 2 )/[(Y 1 /m)-Y 2 ] 其中:Y 1=y 1 /(1-y 1 )=0.05/(1-0.05)=0.0526 Y 2=y 2 /(1-y 2 )=0.01/(1-0.01)=0.0101 X 2 =0 m=2 惰性气体摩尔流量为: V=(V//22.4)×[273/(273+t)]×(1- y 1 ) =(1000/22.4)×(273/293×)(1-0.05)=39.5kmol/h L min =39.5×(0.0526-0.0101)/[ (0.0526/2)-0]=64 kmol/h L/ L min =96/64=1.5 (2) Kyɑ=V(Y 1-Y 2 )/ZΩΔYm 其中:Ω=(3.14/4)×0.82=0.502m2 Z=4m ΔYm= (ΔY 1-ΔY 2 )/ln(ΔY 1 /ΔY 2 ) 因出塔液相组成为: X1=(V /L)(Y1-Y2)+X2=(39.5/96)×(0.0526-0.0101)+0=0.0175 ΔY1=Y1-mX1=0.0526-2×0.0175=0.0176 ΔY2=Y2-mX2=0.0101 ΔYm=(0.0176-0.0101)/ln(0.0176/0.0101)=0.0135 因ΔY 1/ΔY 2 =0.0176/0.0101=1.74?2,ΔYm也可用算术平均值运算,即 ΔYm=(Y1+Y2)/2=(0.0176+0.0101)/2=0.0139 Kyɑ=39.5×(0.0526-0.0101)/(4×0.502×0.0135)

化工原理计算试题

离心泵的计算 1计算题 j01b10029 如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), D A=100mm,D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计,其读数R=20mm,A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa?(2)A、B管段阻力损失为多 少mmHg?(3)若管路水平放置,而流量不变,U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化 ? 计算题 j01b10029 (题分:20) (1) u A=(2/60)/[(π/4)×(0.10)2]=4.244 m/s, u B=4.244×(1/2.4)2=0.7368 m/s p A/ρ+u A2/2= gh+p B/ρ+u B2/2+∑h f ∵p A/ρ-(gh+p B/ρ)=(ρi-ρ)gR/ρ ∴p A-p B=(ρi-ρ)gR+ρgh =(13.6-1)×103×9.81×0.020+103×9.81×0.3 =5415 Pa (2) ∑h f=(p A/ρ-gh-p B/ρ)+u A2/2-u B2/2 =(ρi-ρ)gR/ρ+u A2/2-u B2/2 =(13.6-1)×9.81×0.020+(4.244)2/2-(0.7368)2/2 =11.2 J/kg 即?p f=ρ∑h f=103×11.2=11.2×103 Pa 换成mmHg: ∑H f=?p f/(ρHg?g)= 11.2×103/(13.6×103×9.81) =0.0839 mHg=83.9 mmHg (3) p A/ρ+u A2/2=p B/ρ+u B2/2+∑h f ∵u A、u B、∑h f均不变,故 (ρi-ρ)gR’/ρ之值不变 即R’不变,R’=R=20 mm 水平放置时p A-p B = (13.6-1)?103?9.81?0.020 =2472Pa比倾斜放置时的压差值小。 2计算题 j02b20067 (20分) 如图所示的输水系统,输水量为36m3/h,输水管均为φ80×2mm的钢管,已知水泵吸入管路的阻力损失为0.2m水柱,压出管路的阻力损失为0.5m水柱,压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2。试求: (1) 水泵的升扬高度; (2) 若水泵的效率η=70%,水泵的轴功率(KW); (3) 水泵吸入管路上真空表的读数(mmHg 柱)。 注:当地大气压为750mmHg 柱。 4.8 0.2

宁波工程学院化工原理计算题

11 2 12m 第一单元 流体流动 1-1.U 型管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压,如图1-1所示,U 型管压差计的指示液为水银,两U 型管的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为:h 1=2.3m, h 2=1.2m, h 3=2.5m, h 4=1.4m, h 5=3m,大气压强Pa=745mmHg 。试求锅炉上方水蒸汽的压强0P 。 解:由静力学方程得: ) (21h h g p p Hg a c -+=ρ ) ()(2323'h h g P h h g p p B g c -+=-+=水水ρρ ) (43h h g p p Hg B A -+=ρ )(45h h g p p o A -+=水ρ ) (21h h g p p Hg a c -=-ρ ) (21h h g p p Hg a c -=-ρ )(23h h g p p C B --=-水ρ) (43h h g p p Hg B A -=-ρ ) (45h h g p p A o --=-水ρ 由以上各式可得:[][])()()()(45234321h h h h g h h h h g p p Hg a o -+---+-+=水ρρ Pa 51064.3)]4.13()2.15.2[(81.91000)]4.15.2()2.13.2[(81.913600101330760 745 ?=-+-?--+-?+?= 本题是静力学方程与U 型压差计的应用。 1-2. 密度为850kg/m 3的某液体由敞口高位槽从φ89×4mm 的管道中流出,高位槽液面高于地面12m ,管路出口高于地面3m(如图1-2)。已知该液体流经 图1-1

化工原理计算题答案

4.有一连续干燥器在常压下,生产能力为1000(以干燥产品计),物料水分由降为(均为湿基),空气的初时温度为,湿度为,经预热器后升温至,干燥器出口废气为,设空气在干燥器进出口处焓值相等。(初时空气的湿比容)。问:在图上表示空气状态变化?空气用量(单位为,初始状态下)为多少? 解:(1)如图所示: (2) kg kg H /02.02= 除去水分量: 故绝干空气用量为: H 2 C B I I =2 2249245)88.101.1(01.0249270)01.088.101.1(H H +?+=?+??+h kg w w w G W /3.10212 .0103 .012.010*******=--?=--=H 0

空气用量为: 6. 氨气(A )与氮气(B )在一等径管两端相互扩散,管子各处的温度均为K 298、总压均为Pa 510013.1?。在端点1处,氨气的摩尔分率15.01=A y ;在端点2处,06.02=A y , 点 1、2 之间的距离为 1m 。已知此时 s m D AB /103.225-?=。试求A 组分的传质通量,并求出 A 组分的浓度分布。 解:由于管中各处的温度、压力均匀,因此若有1mol A 从点1扩散到点2,则必有1mol B 从点2扩散到点1,否则就不能维持总压恒定。该题属于等摩尔反向扩散。 )()()()(12211211z z RT y y P D z z RT p p D N A A AB A A AB A --= --= )/(1046.8) 01(2988314) 06.015.0(10013.1103.22855s m kmol N A ??=-??-???=-- 现在来求A 组分的浓度分布: )(B A A A AB A N N y dz dy CD N ++-= 由于B A N N -=,故 dz dy CD N A AB A -= h kg H H W L /1023001 .002.03 .10202=-=-=干h m L H /8770857.0102303 =?=ν干

化工原理计算题

水平串联的两直管1、2,管径d =d /2,管道1长为100m,已知流体在管道1中的雷诺数(Re) =1800,今测得某流体流经管道1的压强降为0.64(m液柱),流经管道2的压强降为64(m液柱),试计算管道2的长度(设局部阻力可略去)。(各5分) 如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4mm,长2m的钢管。泵压出管路为φ76×3mm,长30m的钢管, 压出管路上装有标准阀一只,闸阀一只,90℃弯头4 只。在压出管路上还装有孔板流量计,孔板孔径为40mm,孔流系数C =0.62,水银差压计读数R=456mm。吸收塔喷咀处压力为0.5kgf/cm (表压),碱液密度ρ=1100kg/m ,泵的效率η=0.6,直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道取近似相同值),ξ弯头=0.75,ξ标准阀=6,ξ闸阀=0.17,ξ孔板=8,试求泵所需功率。 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。已知各液面标高分别为△1 =2.6m,△2=0.3m,△3=1.5m,△4=0.5米,△5=3.0米。求此密闭容器水面上方的压强p (kN/m )(表压) 水在管内流动,截面1处管内径为0.2m,流速为0.5m/s,由于水的压强产生水柱高1m; 截面2处管内径为0.1m 。若忽略水由1至2处的阻力损失,试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m? 水塔供水系统,管路总长Lm(包括局部阻力在内当量长度),1-1'到2-2'的高度Hm,规定 供水量Vm /h。当忽略局部阻力和动压头损失时,试导出管道最小直径dmin的计算式。若L=150m,H=10m,V=10m /h,λ=0.023,求d 一输油管,原输送ρ =900kg/m ,μ =1.35P的油品,现改输送ρ =880kg/m ,μ =1.25P的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动,且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降-△pf 不变,则输送的油量(质量流量m )有何变化?(用百分数表示) 密度为1000kg/m ,粘度为1cP的水,以10m /h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf/cm (表压),若管路的局部阻力可略去不计,问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa?(Re=3×10 -1×10 时,λ=0.3164/Re ) 某流体在管内作层流流动,若体积流量不变,而输送管路的管径增加一倍,求因摩擦损失而引起的压力降有何变化? 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油,流量为38.4T/h, 高位槽中液面比油池中液面高 20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度)430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96,粘度为3430cP,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。 在实验室流体沿程阻力测定装置上,对φ1"镀锌管(内径27mm),进行测试,测压点间距为5290(mm),当水流量为2(l/s )时,水银压差计上读数为400(mm)。求:(各5分) ⑴此时的λ 值是多少? ⑵在同样条件下测定φ1/2″镀锌管(管内径为16.25[mm])的λ 值;当管内流速5.80[m/s] 时,试估计测得的λ 值应比λ 高还是低?为什么?水的粘度μ=1cP,密度ρ=1000kg/m 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中, 输 液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的Σhf=20.6u /2 J/kg, 因扩大生产,须再建一套同样的系统,所用输液管直径不变,而要求的输液量须增加30%, 问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少? 用泵将密度为850kg/m ,粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中,升扬高度 为20mm。输送管路为φ108×4mm的钢管,总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当

化工原理的计算题(最终版)

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索 - 百度文库 ∑-+++=+++1 0,2111 200022f H g u z g p H g u z g p ρρ 其中,z0=0,z1=16m ,p0= p1= 0(表压),u0=0,u1=0 225 5225522210,1.23241806.010007.02081.914.302.08)(8g 2g 2v v v f q q q d l d l g u d l u d l H =+???=+=?+?=∑ -)(排 排入入排入πλλλ21.23241816v q H +=(2) He = 30-6×105×0.00412 = 19.914m ,Pa=Pe/= gHeqv/=1000×9.81×19.914 ×0.0041/0.65= 1232 W 【2】将2×104 kg/h 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B (如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15 m ,反应器液面上方维持26.7 kPa 的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为?76mm ×4mm 、长26.6m 的不锈钢管,摩擦系数为0.0293。管线上有两个全开的闸阀ζ1 = 0.17、5个90°标准弯头ζ2 = 0.75。45℃氯苯的密度为1075 kg/m3,粘度为6.5×10-4 Pa ·s 。若泵轴功率为1.86kW ,求泵效率。 解:如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面, ∑-+++=+++2 1,2222 211122f e H g u z g p H g u z g p ρρ P 1 334 10168.536001075102--??=??= s m q V 1 2 3 242.1068.04 10168.5--?=??= s m u π 5 4106.1105.61075 42.1068.0?=???= -e R ∑-+ ++-=2 1,2221 22f e H g u z g p p H ρ 弯 闸进局局直,,,,,,,2 1,52f f f f f f f H H H H H H H ++=+=∑- m g u d l H f 178.181 .9242.1068.06.260293.022 2,=???=?=λ 直 m H f 4717.081.9242.1)75.0517.025.0(2 ,=?? ?+?+=局 4717 .0178.181.9242.11581.9107510)7.263.101(2 3++?++??-= e H =23.83m %9.691086.11030.13 3 =??== a e P P η 【3】如图所示输水系统,已知管路总长度(包括所有当量长度,下同)为100m ,压力表之后管路长度为80m ,管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m ,水的密度为1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为15m3/h (1)整个管路的阻力损失,J/kg ;(2)泵的轴功率,kW 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ;由题意知, s m A q u v /12.2)405.03600(15 2=??==πkg J u d l h f /1.135212.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面 ∑-+++=+++ 1 0,121020022f e h p u gH h p u gH ρ ρ ∑=kg J h f /1.135 16 【1】用离心泵把20℃的水从开口贮槽送至常压容器,贮槽和容器内水位恒定,相对位置如图。吸入管直径Φ78×4mm 、长20m ,排出管直径Φ66×3mm 、长100m (各段均包括所有局部阻力的当量长度),摩擦系数均为0.02,离心泵特性曲线为:He=30-6×105qv2(其中He 为m ,qv 为m3/s )。求:1)管路流量(m3/h ); 2)若泵的效率为65%,求其轴功率。 解:(1)在贮槽液面0-0′与贮槽液面1-1′间列机械能衡算方程,并以0-0′为基准水平面。 因He = H ,有He=30-6×105qv2=16+232418.1qv2 解得:qv= 0.0041 m3/s = 14.76 m3/h P1 = 26.7kPa ,z1 = 0, u1=0;p2 = 101.3kPa, z2 = 15m Pe = Heqv ρg = 23.83 *5.168*10^-3*1075* 9.81 = 1.30 *10^3W H=2 H1=2m

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