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化工原理例题与习题(南京工业大学)

化工原理例题与习题(南京工业大学)
化工原理例题与习题(南京工业大学)

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

9984.018306.01+=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U 管压差计,压差计读数R=200mm 。试求两截面间的压强差。

解:因为倒置U 管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg 与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则

p a =p a '

又由流体静力学基本方程式可得

p a =p 1-ρgM

p a '=p 2-ρg (M -R )-ρg gR

联立上三式,并整理得

p 1-p 2=(ρ-ρg )gR

由于ρg 《ρ,上式可简化为

p 1-p 2≈ρgR

所以p 1-p 2≈1000×9.81×0.2=1962Pa

【例1-5】 如本题附图所示,蒸汽锅炉上装置一复式U 形水银测压计,截面2、4间充满水。已知对某基准面而言各点的标高为z 0=2.1m , z 2=0.9m , z 4=2.0m ,z 6=0.7m , z 7=2.5m 。

试求锅炉内水面上的蒸汽压强。

解:按静力学原理,同一种静止流体的连通器内、同

一水平面上的压强相等,故有

p 1=p 2,p 3=p 4,p 5=p 6

对水平面1-2而言,p 2=p 1,即

p 2=p a +ρi g (z 0-z 1)

对水平面3-4而言,

p 3=p 4= p 2-ρg (z 4-z 2)

对水平面5-6有

p 6=p 4+ρi g (z 4-z 5)

锅炉蒸汽压强 p=p 6-ρg (z 7-z 6)

p=p a +ρi g (z 0-z 1)+ρi g (z 4-z 5)-ρg (z 4-z 2)-ρg (z 7-z 6)

则蒸汽的表压为

p -p a =ρi g (z 0-z 1+ z 4-z 5)-ρg (z 4-z 2+z 7-z 6)

=13600×9.81×(2.1-0.9+2.0-0.7)-1000×9.81×

(2.0-0.9+2.5-0.7)

=3.05×105Pa=305kPa

【例1-6】 某厂要求安装一根输水量为30m 3/h 的管路,试选择合适的管径。 解:根据式1-20计算管径 d=

u V s π4 式中 V s =3600

30m 3/s 参考表1-1选取水的流速u=1.8m/s

mm 77m 077.08

.1785.0360030==?=d

查附录二十二中管子规格,确定选用φ89×4(外径89mm ,壁厚4mm )的管子,其内径为:

d=89-(4×2)=81mm=0.081m

因此,水在输送管内的实际流速为:

()m/s 621081078503600302...u =?=

【例1-7】 在稳定流动系统中,水连续从粗管流入细管。粗管内径d 1=10cm ,细管内径d 2=5cm ,当流量为4×10-3m 3/s 时,求粗管内和细管内水的流速?

解:根据式1-20

()m/s 51.01.04

10

42311=??==-π

A V u S 根据不可压缩流体的连续性方程

u 1A 1=u 2A 2

由此 倍4510222112=??

? ??=???? ??=d d u u u 2=4u 1=4×0.51=2.04m/s

【例1-8】 将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m (不包括出口压头损失),试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米?

解:取管出口高度的0-0为基准面,高位槽的液面为1-1截面,因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米,所以把1-1截面选在此就可以直接算出所求的高度x ,同时在此液面处的u 1及p 1均为已知值。2-2截面选在管出口处。在1-1及2-2截面间列柏努利方程:

f h u p gZ u p gZ ∑ρρ+++=++222222211

1 式中p 1=0(表压)高位槽截面与管截面相差很大,故高位槽

截面的流速与管内流速相比,其值很小,即u 1≈0,Z 1=x ,p 2=0(表

压),u 2=0.5m/s ,Z 2=0,f h ∑/g=1.2m

将上述各项数值代入,则

9.81x=()2

5.02

+1.2×9.81 x=1.2m

计算结果表明,动能项数值很小,流体位能的降低主要用于克

服管路阻力。

【例1-9】20℃的空气在直径为80mm 的水平管流过。现于管路中接一文丘里管,如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U 管压差计,在直径为20mm 的喉颈处接一细管,其下部插入水槽中。空气流过文丘

里管的能量损失可忽略不计。当U 管压差计读数R=25mm 、h=0.5m 时,试求此时空气的流量为若干m 3/h 。当地大气压强为101.33×103Pa 。

解:文丘里管上游测压口处的压强为

p 1=ρHg gR=13600×9.81×0.025

=3335Pa(表压)

喉颈处的压强为

p 2=-ρgh=-1000×9.81×0.5=-4905Pa (表压)

空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为

()()%20%9.7079.0333510133049051013303335101330121<==+--+=-p p p 故可按不可压缩流体来处理。

两截面间的空气平均密度为

()300 1.20kg/m 101330

29349053335211013302734.22294.22=???????-+?===Tp p T M m m ρρ 在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式,以管道中心线作基准水平面。两截面间无外功加入,即W e =0;能量损失可忽略,即f h ∑=0。据此,柏努利方程式可写为

ρ

ρ2222121122p u gZ p u gZ ++=++ 式中 Z 1=Z 2=0

所以 2

.1490522.1333522221-=+u u 简化得 137332122=-u u (a )

据连续性方程 u 1A 1=u 2A 2

得 212211211202.008.0??? ??=???

? ??==u d d u A A u u u 2=16u 1 (b )

以式(b )代入式(a ),即(16u 1)2-21u =13733

解得 u 1=7.34m/s

空气的流量为

/h m 8.13234.708.0436004360032121=???=?

=ππu d Vs

【例1-10】水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动,管路直径没有变化,水流经管路的能量损失可以忽略不计,试计算管内截面2-2'、3-3'、4-4'和5-5'处的压强。大气压强为1.0133×105Pa 。图中所标注的尺寸均以mm 计。

解:为计算管内各截面的压强,应首先计算管内水的流速。先在贮槽水面1-1'及管子出口内侧截面6-6'间列柏努利方程式,并以截面6-6'为基准水平面。由于管路的能量损失忽略不计,

即f h ∑=0,故柏努利方程式可写为 ρρ2222121122p u gZ p u gZ ++=++ 式中 Z 1=1m Z 6=0 p 1=0(表压) p 6=0(表压) u 1≈0

将上列数值代入上式,并简化得

2

181.926u =? 解得 u 6=4.43m/s

由于管路直径无变化,则管路各截面积相等。根据连续性方程式知V s =Au=常数,故管内各截面的流速不变,即

u 2=u 3=u 4=u 5=u 6=4.43m/s

则 J/kg 81.92

22222625242322=====u u u u u 因流动系统的能量损失可忽略不计,故水可视为理想流体,则系统内各截面上流体的总机械能E 相等,即

常数=++=ρ

p u gZ E 22 总机械能可以用系统内任何截面去计算,但根据本题条件,以贮槽水面1-1'处的总机械能计算较为简便。现取截面2-2'为基准水平面,则上式中Z=2m ,p=101330Pa ,u≈0,所以总机械能为

J/kg 8.1301000

101330381.9=+?=E 计算各截面的压强时,亦应以截面2-2'为基准水平面,则Z 2=0,Z 3=3m ,Z 4=3.5m ,Z 5=3m 。

(1)截面2-2'的压强

()Pa 120990100081.98.13022222=?-=???

? ??--=ρgZ u E p (2)截面3-3'的压强

()Pa 915601000381.981.98.13023233=??--=???

?

??--=ρgZ u E p (3)截面4-4'的压强 ()Pa 8666010005.381.981.98.130242

44=??--=???

? ??--=ρgZ u E p (4)截面5-5'的压强 ()Pa 915601000381.981.98.130252

55=??--=???

? ??--=ρgZ u E p 从以上结果可以看出,压强不断变化,这是位能与静压强反复转换的结果。

【例1-11】 用泵将贮槽中密度为1200kg/m 3的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa ,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa (真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m ,

进料量为20m 3/h ,溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg ,求泵的有效功率。管路直径为60mm 。 解:取贮槽液面为1―1截面,管路出口内侧为2―2截面,并以1―1截面为基准水平面,在两截面间列柏努利方程。

f e h p u gZ W p u gZ ∑+++=+++ρ

ρ2222121122 式中 Z 1=0 Z 2=15m p 1=0(表压) p 2=-26670Pa (表压) u 1=0

()m/s 97.106.0785.036002022=?=u f h ∑=120J/kg

将上述各项数值代入,则

()J/kg 9.2461200

26670120297.181.9152=-++?=e W 泵的有效功率N e 为:

N e =W e ·w s

式中

kg/s 67.63600

120020=?=?=ρs s V w N e =246.9×6.67=1647W=1.65kW

实际上泵所作的功并不是全部有效的,故要考虑泵

的效率η,实际上泵所消耗的功率(称轴功率)N 为

η

e N N = 设本题泵的效率为0.65,则泵的轴功率为:

kW 54.265

.065.1==N

【例1-12】 试推导下面两种形状截面的当量直径的计算式。

(1) 管道截面为长方形,长和宽分别为a 、b ;

(2) 套管换热器的环形截面,外管内径为d 1,内管外径为d 2。

解:(1)长方形截面的当量直径

A d e 4= 式中 A=ab

∏=2(a+b ) 故

()()

b a ab b a ab d e +=+=224 (2)套管换热器的环隙形截面的当量直径

()

22212221444d d d d A -=-=πππ ()2121d d d d +=+=πππ∏

()()2121222144d d d d d d d e -=+-?=ππ

【例1-13】 料液自高位槽流入精馏塔,如附图所示。塔内压强为 1.96×104Pa (表压),输送管道为φ36×2mm 无缝钢管,管长8m 。管路中装有90°标准弯头两个,180°回弯头一个,球心阀(全开)一个。为使料液以3m 3/h 的流量流入塔中,问高位槽应安置多高?(即位差Z 应为多少米)。料液在操作温度下的物性:密度ρ=861kg/m 3;粘度μ=0.643×10-3Pa·s 。

解:取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面1-1与管出口截面2-2间列柏努利方程

f h u p gZ u p gZ ∑ρρ+++=++222222211

1 式中 Z 1=Z Z 2=0 p 1=0(表压)

u 1≈0 p 2=1.96×104Pa

()m/s 04.1032.0785.036003

4

222===d V u s π 阻力损失

2

2u d l h f ??? ??+=ζλ∑ 取管壁绝对粗糙度ε=0.3mm ,则:

00938.032

3.0==d ε ()湍流431046410

64308610410320?=???==-....du Re μρ

由图1-23查得λ=0.039

局部阻力系数由表1-4查得为

进口突然缩小(入管口) ζ=0.5

90°标准弯头 ζ=0.75

180°回弯头 ζ=1.5

球心阀(全开) ζ=6.4

()204.14.65.175.025.0032.08039.02

???? ??++?++?=f h ∑ =10.6J/kg

所求位差

()m 46.381

.96.1081.9204.181.98611096.12242212=+?+??=++-=g h g u g p p Z f ∑ρ

截面2-2也可取在管出口外端,此时料液流入塔内,速度u 2为零。但局部阻力应计入突然扩大(流入大容器的出口)损失ζ=1,故两种计算方法结果相同。

【例1-14】 通过一个不包含u 的数群来解决管路操作型的计算问题。

已知输出管径为Φ89×3.5mm ,管长为138m ,管子相对粗糙度ε/d=0.0001,管路总阻力损失为50J/kg ,求水的流量为若干。水的密度为1000kg/m 3,粘度为1×10-3Pa·s 。

解:由式1-47可得

22lu dh f

又 22

???? ??=μρdu Re 将上两式相乘得到与u 无关的无因次数群

22322μρλl h d Re f

= (1-53)

因λ是Re 及ε/d 的函数,故λRe 2也是ε/d 及Re 的函数。图1-29上的曲线即为不同相对粗糙度下Re 与λRe 2的关系曲线。计算u 时,可先将已知数据代入式1-53,算出λRe 2,再根据λRe 2、ε/d 从图1-29中确定相应的Re ,再反算出u 及V s 。

将题中数据代入式1-53,得

823232232104)

101(13850)1000()082.0(22?=?????==-μρλl h d Re f

根据λRe 2及ε/d 值,由图1-29a 查得Re=1.5×105

m/s 83.11000

082.010105.13

5=???==-ρμd Re u 水的流量为:

/h 34.8m /s m 1066.983.1)082.0(785.0433322=?=??==

-u d V s π

【例1-15】 计算并联管路的流量

在图1-30所示的输水管路中,已知水的总流量为3m 3/s ,水温为20℃,各支管总长度分别为l 1=1200m ,l 2=1500m ,l 3=800m ;管径d 1=600mm ,d 2=500mm ,d 3=800mm ;求AB 间的阻力损失及各管的流量。已知输水管为铸铁管,ε=0.3mm 。

解:各支管的流量可由式1-58和式1-54联立求解得出。但因λ1、λ2、λ3均未知,须用试差法求解。 设各支管的流动皆进入阻力平方区,由

0005.06003.011==d ε

0006.05003.022==d ε 000375.08003.033

==d ε

化工原理试题库3

化工原理试题库3 试题1 一:填充题(20分) 1、直接水蒸汽加热的精馏塔适用于_________________,与间接蒸汽相比, 相同要求下,所需理论塔板数将____________。 2、平衡线表示塔的任一截面上气、液两相的___________________,操作线表示了_______________________________ 3、溶液中各组分之挥发度可用它在___________________和与之平衡的液相___________之比来表示,若是理想溶液,则__________________。 4、对拉乌尔定律产生正偏差是由于_______________________________。 5、对拉乌尔定律产生负偏差是由于_______________________________。 6、在板式塔的设计中,为了减少雾沫夹带,我们可以适当地_________塔径 以_______空塔气速,也可以适当地___________板间距。, 7、实验室用水吸收空气中的20C ,基本属于_________控制,其气膜中的浓度梯度________液膜中的浓度梯度,气膜阻力______液膜阻力。 8、在吸收操作时,若解吸因素L mV 增加,而气、液进料组成不变,则 溶质 的回收率将_________。 9、组分A 、B 的分配糸数之比值1 β,能否________萃取分离。 10、理论干燥过程是指 ____________________________________________. 11、 总压为0.1Mpa 的空气温度小于C 0100时,空气中水蒸汽分压的最大值应为_________________________________________. 12、 单级萃取操作中,料液为F ,若溶剂用量愈大,则混合物的点愈_______ S 点,当达到__________,溶液变为均一相。 二:问答题(30分) 1、何谓理论板?为什么说一个三角形梯级代表一块理论块? 2、何谓塔的漏液现象?如何防止? 3、填料可分为哪几类?对填料有何要求? 4、写出任意一种求温度的方法? 5、叙述多级逆流萃取操作是如何求理论级数的? 三:计算题(50分) 1、用一精馏塔分离二元理想混合物,已知3=α,进料浓度为3.0=F x ,进 料量为h Kmol 2000 ,泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9,塔釜浓度为

南京工业大学-化工原理期末试卷及答案[2]

南京工业大学期末考试(A)卷 课程:?化工原理?(上册) 班级:姓名:学号: 一、选择填空题:(每题5分,共20分) 1.(1) 如图所示,若敞口罐液面恒定,罐上方压强为Pa,忽略流动阻力损失,出水管管径为d,则出水管的出口速度u与有关。 (A)H(B)H、d(C)d (D)Pa(E)H、d、Pa 水 (2)有一并联管路,两段管路的流量,流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1,u,d1,l1,hf1及V2,u2,d2,l2,hf2。若d1=2d2,l1=2l2,则: 1 ①hf1/hf2=() (A)2(B)4(C)1/2;(D)1/4(E)1 ②当两段管路中流体均作滞流流动时,V1/V2=() (A)2(B)4(C)8(D)1/2(E)1 (3)转子流量计的主要特点是() (A)恒截面、恒压差(B)变截面、变压差 (C)恒流速、恒压差(D)变流速、恒压差 2.⑴已知流体经过泵后,压力增大?P N/m2,则单位重量流体压能的增加为()(A)?P (B)?P/ρ (C)?P/ρg (D)?P/2g ⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能() (A)泵壳和叶轮(B)叶轮(C)泵壳(D)叶轮和导轮3.(1)过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则___(A)操作压差增大至原来的√2倍 (B)操作压差增大至原来的4倍 (C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变 (2)恒压过滤时,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ (A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍 (C)增大至原来的√2倍 (D)增大至原来的1.5倍 4.比较下列对流给热系数的大小 空气流速为6m/s的α1,空气流速为25m/s的α2,水流速为1.2m/s的α3,水流速为2.5m/s 的α4,蒸汽膜状冷凝的α5,自大到小的顺序为:> > > > 二、填空题:(每题5分,共20分) 1.①1atm=__________kN/m2 。 ②____________________的流体称为理想流体。 ③表压与绝对压力的关系是____________________。 2.①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上,关小出口阀门后,真空表的读数,压力表的读数。(填增加、降低或不变) ②管路特性曲线的一般表达式是。 ③离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。 3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动 【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3,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 =(+)10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为:O 221%、N 2 78%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在 压力为×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×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为: 【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3,水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。 (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 +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入,得 800×+1000×=1000h 解得h= 【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U管压差计,压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。 解:因为倒置U管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 -ρgM

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题(共15空,每空2分,共30分) 1. 一容器真空表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强和表压强(以kpa计)分别为:(90kpa)和( -10kpa)。 2. 热传导只发生在固体和(静止)的或(滞)流动的流体中。 3. 物体的吸收率越(大),其辐射能力越(大)。(填大或小) 4. 蒸发中以(二次蒸汽)是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的(不挥发溶质)、液柱的(静压头)和管路(阻力)所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa,则此容器的绝对压强(以kpa计)为:(90kpa)。 7. 对于同种流体,自然对流时的对流传热系数比时的(小)。(填大或小) 8. 物体的吸收率越大,其辐射能力越(大),所以黑体的辐射能力比灰体的(大)。(填大或小) 9. 蒸发操作所用的设备称为(蒸发器)。 10. 按二次蒸汽是否被利用,蒸发分为(单效蒸发)和(多效蒸发)。 二、选择题(共5题,每题2分,共10分) 1. 对吸收操作有利的条件是:(D) A. 操作温度高、压强高; B. 操作温度高、压强低; C. 操作温度低、压强低; D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板(A ),液相温度较下层塔板() A. 高,低; B. 低,高; C. 高,高; D. 低,低 3. (D )是塔内气液两相总体上呈逆流流动,而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图; B. 板式塔的设计过程; C. 板式塔的恒摩尔流要求; D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的(C)及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度; B. 流速、压强、湿度; C. 流速、温度、湿度; D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量,下面哪种说法是正确的?(B) A. 平衡水一定是自由水; B. 平衡水一定是结合水; C. 自由水一定是结合水; D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为( C)时,不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为( A )时,可以采用精馏方法

化工原理期末考试真题及答案

填空题 I. (3分)球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是 _粒子所受合力的 代数和为零_。滞流沉降时,其阻力系数=_24/ Rep_. 2― 勺、连续的同种流体内,位于同一水平面上各点的压力均相等。 3. 水在内径为? 105mmX25mm 只管内流动,已知水的粘度为1.005mPa*s ,密度 为1000kg*m3,流速为1m/s ,贝U Re=99502流动类型为湍流。 4. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来 的2—倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的1/4倍. 5. 求取对流传热系数常采用 因次分析法,将众多影响因素组合成若干无因次 数群,再通过实验确定各特征数 数之间的关系,即得到各种条件下的 关联 式。 6. 化工生产中加热和冷却的换热方法有_直接换热_,间壁换热和蓄热换热. 7. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近饱和蒸汽 侧流体的温度,总传热系数K 接近空气侧流体的对流给热系数。 8. 气液两相平衡关系将取决于以下两种情况: ⑴(2)若p > pe 或Ce > C 则属于吸收过程 9. 计算吸收塔的填料层高度,必须运丽口下三个方面的知识关联计算:_平衡关系 ,物料衡算,传质速率.. 10. 在一定空气状态下干燥某物料能用干燥方法除去的水分为 _自由水分首先除 去的水分为非结合水分不能用干燥方法除的水分为 平衡水分。 II. ,当20E 的水(p =998.2kg/m3,卩=1.005厘泊)在内径为100mm 勺光滑管内流 动时,若流速为1.0m/s 时,其雷诺准数Re 为9.93 x 105;直管摩擦阻力系数入为 0.0178._ 12. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性 13. 计算管道流体局部阻力的方法有:当量长度法;阻力系数法;,其相应的阻力计 14. 过滤是一种分离悬浮在 液体或气体中固体微粒 的操作。 15. 进行换热的两流体,若a 1》a 2时,要提高K 值,应设法提高a 2; 当a 1 "a 2时,要提高K 值,应使 a 1a 2同时提高 。 16. 某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为 0.023 Re 0.8 Pr 0.4.当管内水的流速为0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系 d 数a =2.61(kw/ (nt K ).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速 为1.2m/s 时,此时传热系数a =3.81(kw/ ( nV K ). 17. 强化传热的方法之一是提高 K 值.而要提高K 值则应提高对流传热系数提高 给热系数较小一侧的给热系数. 18. 吸收剂用量增加,操作线斜率增大,吸收推动力增大。 (增大,减小,不变) 19. 双膜理论认为,吸收阻力主要集中在界面两侧的气膜和液膜 之中。 20. 对不饱和湿空气,干球温度大于湿球温度,露点温度小于湿球温度。 算公式为h f 2 l e U d 2g ;,h f 2g

化工原理习题

一流体流动 流体密度计算 1.1在讨论流体物性时,工程制中常使用重度这个物理量,而在SI制中却常用密度这个物理量,如水的重度为1000[kgf/m3],则其密度为多少[kg/m3]? 1.2燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知,其中含8.5%CO2,7.5%O2,76%N2,8%水蒸气(体积%),试求温度为500℃,压强为1atm时该混合气的密度。 1.3已知汽油、轻油、柴油的密度分别为700[kg/m3]、760[kg/m3]和900[kg/m3] 。试根据以下条件分别计算此三种油类混合物的密度(假设在混合过程中,总体积等于各组分体积之和)。 (1)汽油、轻油、柴油的质量百分数分别是20%、30%和50%; (2)汽油、轻油、柴油的体积百分数分别是20%、30%和50%。 绝压、表压、真空度的计算 1.4在大气压力为760[mmHg]的地区,某设备真空度为738[mmHg],若在大气压为655[mmHg]的地区使塔内绝对压力维持相同的数值, 则真空表读数应为多少? 静力学方程的应用 1.5如图为垂直相距1.5m的两个容器,两容器中所盛液体为水,连接两容器的U型压差计读数R为500[mmHg],试求两容器的压差为多少?ρ水银=13.6×103[kg/m3] 1.6容器A.B分别盛有水和密度为900[kg/m3]的酒精,水银压差计读数R为15mm,若将指示液换成四氯化碳(体积与水银相同),压差计读数为若干? ρ水银=13.6×103[kg/m3] 四氯化碳密度ρccl4=1.594×103 [kg/m3] 习题 5 附图习题 6 附图 1.7用复式U管压差计测定容器中的压强,U管指示液为水银,两U管间的连接管内充满水。已知图中h1= 2.3m,h2=1.2m,h3=2.5m,h4=1.4m,h5=3m。大气压强P0=745[mmHg],试求容器中液面上方压强P C=? 1.8如图所示,水从倾斜管中流过,在断面A和B间接一空气压差计,其读数R=10mm,两测压点垂直距离 a=0.3m,试求A,B两点的压差等于多少? 流量、流速计算 1.9密度ρ=892Kg/m3的原油流过图示的管线,进入管段1的流量为V=1.4×10-3 [m3/s]。计算: (1)管段1和3中的质量流量; (2)管段1和3中的平均流速; (3)管段1中的质量流速。 1.10某厂用Φ125×4mm的钢管输送压强P=20at(绝压)、温度t=20℃的空气,已知流量为6300[Nm3/h] (标准状况下体积流量)。试求此空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。 (注:at为工程大气压,atm为物理大气压)。 1.11压强为1atm的某气体在Φ76×3mm的管内流动,当气体压强变为5atm时,若要求气体以同样的温度、流速、质量流量在管内流动,问此时管内径应为若干?

化工原理试题库(1-9)

化工原理试题库 试题一 一:填空题(18分) 1、 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ,粘度为1cp ,在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动,其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________,水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时,常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时,常用流速范围 为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中,处于____________状态的物质,称为分散物质,处于 __________状态的物质,称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________,其物理意义为____________________________. __________________________,提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________ 。其中, 由于_________________________________________,其传热效果好。 二:问答题(36分) 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损 失变为原来的多少倍? 2、 何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1) 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度? (2) 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3) 那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? 三:计算题(46分) 1、 如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ,现发现压力表 上的读数为052mH ,若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数? 2、 在一 列管式换热器中,用冷却将C 0100的热水冷却到C 050,热水流量为h m 360,冷却水在管 内 流动,温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002 , 换热管为mm 5.225?φ的钢管,长 为3m.。求冷却水量和换热管数 (逆流)。

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×

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则 (1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。 A .4倍 B .8倍 C .16倍 D .32倍 解:(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水 面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。 A .1.155倍 B .1.165倍 C .1.175倍 D .1.185倍 解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动,得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+,而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3. 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3,水 的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ,空气的密度为 1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。 (1)若在层流区重力沉降,则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A .8.612 B .9.612 C .10.612 D .11.612 (2)若在层流区离心沉降,已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2,则水中颗粒直径与空气中颗粒 直径之比为 D 。 A .10.593 B .11.593 C .12.593 D .13.593 解:(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=,得 ()g u d s t ρρμ-= 18

南京工业大学化工原理A下...

看题要谨慎!!!!! 南京工业大学期末考试(A)卷 课程:?化工原理?(下册) [一]选择题: ⑴x06b05091 ①正常操作下的逆流吸收塔,若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些情况将发生( ) (A)出塔液体浓度x b增加,回收率增加; (B)出塔气体浓度增加,但x b不变; (C)出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加; (D)在塔下部将发生解吸现象。 ②x06a05002 在填料塔中用清水吸收混合气中NH3,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数NOG() (A)增加;(B)减少;(C)不变。 ③x06b05060 在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01,气相传质分系数k y=2kmol/m2h,气相总传质系数K y=1.5kmol/ m2h,则该处气液界面上气相浓度y i应为(),平衡关系y=0.5X。 (A)0.02 (B)0.01 (C)0.015 (D)0.005 ⑵x07b05079 ①某精馏塔,精馏段理论板数为N1层,提馏段理论板数为N2层,现因设备改造,使精馏段理论板数增加,提馏段理论板数不变,且F,xF,q,R,V等均不变,则此时:()(A)xD增加,xW不变 (B)xD增加,xW减小 (C)xD增加,xW增加 (D)xD增加,xW的变化视具体情况而定。 ②x07a05052 连续精馏塔设计时,当采用塔顶全凝器,泡点回流方案时,为完成分离任务所需理论板数为NT1。若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任务所需理论板数为NT2。比较:() (A)NT2>NT1;(B)NT2=NT1;

(完整版)化工原理练习题

化工原理练习题 0 绪论 1. 化工原理中的“三传”是指④ ①动能传递、势能传递、化学能传递,②动能传递、内能传递、物质传递 ③动量传递、能量传递、热量传递,④动量传递、热量传递、质量传递 2. 下列单元操作中属于动量传递的有① ①流体输送,②蒸发,③气体吸收,④结晶 3. 下列单元操作中属于质量传递的有② ①搅拌,②液体精馏,③流体加热,④沉降 4. 下列单元操作中属于热量传递的有② ①固体流态化,②加热冷却,③搅拌,④膜分离 5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2 6. 在 26 ℃和1大气压下 ,CO2在空气中的分子扩散系数 D 等于 0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___ ① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h 7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量 , 正确的答案应为__③_____ ① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14 第3 章机械分离

一、选择题 1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是 ② ①dq/d θ=K/2(q+q e );②q 2+2q.q e =K.θ; ③q 2+q.q e =2K.θ;④q 2+q.q e =K.θ/2 2. 过滤速率基本方程为 ① ① dq/d θ=K/2(q+q e );② dq/d θ=K/(q+q e ); ③dq/d θ=KA 2/2(V+V e );④dV/d θ=K/2(V+V e ) 3 恒压过滤中单位面积累积滤液量q 与时间θ的关系可表示为下图中的 ① 4 对静止流体中颗粒的自由沉降而言,在沉降过程中颗粒所不会受到的力有:① ①牛顿力;②浮力;③曳力 (阻力);④场力(重力或离心力) 。 5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为:④ ①1/2; ②1/3; ③1/4; ④1。 6恒压过滤中,当过滤时间增加1倍, ; /2; ③2; ④0.5。 7关于离心沉降速度和重力沉降速度,下述说法正确的是 ③ 。 ① ② ④

化工原理(上)考试试题及答案

化工原理(上)考试试题A、B卷 题型例及思路 试题题型--- 填空10% (5小题); 气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。 选择10% (5小题); 为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差 (ρ 指 --ρ)的值()。 A. 偏大; B. 偏小; C. 越大越好。 判断10% (5小题); 若洗涤压差与过滤压差相等,洗水粘度与滤液粘度相同时,对转筒真空过滤机来 说,洗涤速率=过滤未速度。() 问答10% (2~3小题); 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大,会使压缩机不能正常工作? 计算60% (4小题)。 计算题题型: 一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路:求体积流量,需要知道管内流速。先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,衡算式中只有速度未知。求出速度,再乘于管道面积即得体积流量,再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路:(1)求管径,先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,无有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示,当中包含了直径,进行体积流量的单位换算,整个衡算只有直径未知。(2)在确定的直径下,用改变了的摩擦系数求体积流量,方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断),两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η,求轴功率N. 解题思路:求轴功率,需要求出有效功率,则先选取截面,列出机械能衡算式,代入

化工原理习题(2)

化工原理

第一章 练习 1. 湍流流动的特点是 脉动 ,故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。 2.雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。 3.当地大气压为755mmHg ,现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ,则其真空度为405 mmHg 。 4.以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为 ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++22 2 212112 2。 5.实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。 6.如图所示,水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,管路总阻力损失(包括所有局部阻力损失)将 (1) 。 (1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定 7.如图所示的并联管路,其阻力关系是 (C ) 。 (A )(h f )A1B (h f )A2B (B )(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B (C )(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B (D )(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B 8.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于:前者是恒 截面 、变 压头 ,而后者是恒 压头 、变 截面 。 9.如图所示,水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出,阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时,压力表读数p=。现将阀门全开,试求此时管内流量。 已知阀门(全开)的阻力系数为,管内摩擦因数=。 答:槽面水位高度m g p H 045.681 .91000103.593 =??==ρ 在槽面与管子出口间列机械能衡算式,得: 2 4.60.1 5.01.0203081.9045.62 u ??? ??++++=?λ 解得:s m u /65.2= h m s m u d V /9.74/0208.065.21.04 14 1 3322==??==ππ 反 应 器 题7附图 1 A B 2 题8附图 p 30m 20m 题1附图

化工原理习题汇总2

1.外径为120mm的蒸汽管道,其外包扎一层厚度为400mm的保温层,保温层材料的导热系数为0.6W/(m?K)。若蒸汽管道的外表面面180℃,保温层的外表面温度为40℃,试求每米管长的热损失及保温层中的温度分布关系式。 2.在温度25℃的环境中横穿一外径为100mm的蒸汽管道,管道外包有两层保温材料,内层厚40mm,导热系数为0.05W/(m?k);外层厚30mm,导热系数为0.1W/(m?k)。管道与环境间对流传热系数为6W/(m2?k),与环境接触表面的温度为60℃。试求:管道单位长度散热量及保温层单位长度总热阻。

3.在间壁式换热器中,要求用初温为25℃的原油来冷却重油,使重油从170℃冷却至100℃。重油和原油的流量分别为1.2×104kg/h和1.5×104kg/h。重油和原油的比定压热容各为2.18 kJ/(kg?K)和1.93 kJ/(kg?K),试求重油和原油采用逆流和并流时换热器的传热面积各为多少?已知两种情况下的总换热系数均为100W/(m2?k)。 4.有一列管式换热器,管束由管径Φ25mm×2mm的不锈钢管组成,管长2.5m。用饱和水蒸气在壳程加热管程空气,已知水蒸气的对流传热系数为10kW/(m2?k),空气的普朗特数Pr为0.7,雷诺数Re为2×104,空气的导热系数为0.03W(m?k)。管壁及两侧污垢热阻可忽略,热损失也可忽略。试求:(1)空气在管内的对流传热系数;(2)换热器的总传热系数(以管外表面积为基准)。

5.在101.3kPa、20℃下用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的硫化氢。已知混合气进塔组成为0.055(摩尔分数,下同),尾气出塔组成为0.001。操作条件下系统的平衡关系为p*=4.89×104xkPa,操作时吸收剂用量为最小用量的1.65倍。试计算吸收率和吸收液组成。 6.在一填料塔层高度为8m的吸收塔中,用纯溶剂吸收某混合气体中的溶剂组分。已知进塔混合气体的流量为400kmol/h,溶质的含量为0.06(摩尔分数),溶质的回收率为95%,操作条件下的气液平衡关系为Y=2.2X,溶剂用量为最小用量的1.5倍。试计算气相总传质单元高度。

化工原理考试试题

昆明理工大学试卷B(期末考)2008年12月 课程名称:化工原理(上册)化学工程学院2006级化工、轻化、制药专业 请将答案写在答题卷上,否则无效! 一、填空题(20分) 1、连续性假定是指流体是由、、的介质; 2、在离心泵工作时,用于将动能转变为压强能的部件是,离心泵性能曲线测定 是在下得到的。 3、在降尘室中除去某粒径的颗粒,若降尘室高度增加一倍,则颗粒的沉降时间________,气流速度_______,降尘室的生产能力___________。 4、斯托克斯公式为___________。 5、在辐射传热中,黑体的反射率为,黑体的透过率为。 6、多层平壁定态导热中,若某层的热阻最大,则该层两侧的温差________。 7、随着温度的增加,空气的导热系数,金属的导热系数。 8、蒸发器的生产能力是指,提高蒸发器的生产能力的主要途径是。多效蒸发加料的方式有、、。 二、选择题(20分,每空两分) 1、有一敞口容器,底部有一出(进)水管(如图示)。容器内水面保持恒定,管内水流动的速 度头为0.5m水柱(流速u=3.132m/s)。 (1)对图(1),水由容器流入管内,则2点的表压P2=()m水柱。 A.1.5m B.1.0m C.0.75m D.0.5m (2) 对图(2),水由水管进入容器,则2点的表压P2=()m水柱 2

2、(1)离心泵的设计点是指。 A)管路特性曲线B)离心泵特性曲线 C)管路特性曲线和离心泵特性曲线D)效率最高点 (2)开大排出阀时,离心泵入口真空表的读数按什么规律变化?。出口压力表的读数又按什么规律变化? A)增大B)减小C)先增大再减小D)先减小后增大 3、(1)在湍流区颗粒的沉降速度正比于()。 (A)(ρs-ρ)的1次方(B)μ的零次方 (C)粒子直径的0.5次方(D)粒子直径的平方 (2)当介质阻力不计时,对于恒压过滤()。 (A)滤液体积增大一倍,则过滤时间增大为原来的2倍 (B)滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的2倍 (C)滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍 (D)滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的2倍 4、在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差为30℃,现因某种原因,两者的温度各升高50℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该________。 A.增大 B.变小 C.不变 D.不确定 5、(1)某套管换热器,管间用119.6℃饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动)使 空气温度由20℃升至60℃,若管壁清洁无垢,则管壁温度应接近于 A. 60℃ B. 119.6℃ C. 20℃ D. 40℃ (2)现需空气流量增加为原来的2倍,若要保持空气进出口温度不变,则此时的传热温差应为原来的。 A)1.084倍B)1.149倍C)2倍D)不变 三、简答题(5分) 简述工业上传热为什么常采用逆流流动?什么情况下采用并流? 四、用泵输送密度为710kg/m3的油品,如附图所示,从贮槽经泵出口后分为两路:一路送到A塔顶部,最大流量为10800kg/h,塔内表压强为 98.07×104Pa。另一路送到B塔中部,最大流量为 6400kg/h,塔内表压强为118×104Pa。贮槽C内液面 维持恒定,液面上方的表压强为49×103Pa。 现已估算出当管路上的阀门全开,且流量达到规定的 最大值时油品流经各段管路的阻力损失是:由截面1―1 至2―2为20J/kg;由截面2―2至3-3为60J/kg;由截 面2-2至4―4为50J/kg。油品在管内流动时的动能很小, 可以忽略。各截面离地面的垂直距离见本题附图。 已知泵的效率为60%,求此情况下泵的轴功率。(20分)

化工原理精选例题

1、用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。已知进料中含乙烯0、88(摩尔分数,下同),流量为200kmol/h。今要求馏出液中乙烯的回收率为99、5%,釜液中乙烷的回收率为99、4%,试求所得馏出液、釜液的流量与组成。 2、例题:设计一精馏塔,用以分离双组分混合物,已知原料液流量为100kmol/h,进料中含轻组分0、2(摩尔分数,下同),要求馏出液与釜液的组成分别为0、8与0、05。泡点进料(饱与液体),物系的平均相对挥发度α=2、5,回流比R=2、7。试求:1)精馏段与提馏段操作线方程;2)从塔顶数第二块板下降的液相组成。 3、例题用一常压精馏塔分离某二元理想溶液,进料中含轻组分0、4(摩尔分数,下同),进料量为200kmol/h饱与蒸汽进料,要求馏出液与釜液的组成分别为0、97与0、02。已知操作回流比R=3、0,物系的平均相对挥发度α=2、4,塔釜当作一块理论板处理。试求:(1)提馏段操作线方程;(2)塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。(从塔底向上计算) 4、例题:常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔,进料中丙酮50%(摩尔分数,下同),其中气相占80%,要求馏出液与釜液中丙酮的组成分别为95%与5%,回流比R=2、0,若进料流量为100kmol/h,分别计算精馏段与提馏段的气相与液相流量,并写出相应的两段操作线方程与q 线方程。 5、在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。原料液组成为0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为0、95。汽--液混合进料,其中汽相占1/3(摩尔数比),回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2、5,塔顶采用全凝器。试求:(1)精馏段操作线方程;(2)从塔顶往下数第二层理论板的上升气相组成。 6、在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h,组成为含苯0、4(摩尔分数,下同),馏出液组成为含苯0、9,苯在塔顶的回收率为90%,泡点进料(q=1),操作回流比为最小回流比的1、5倍,物系的平均相对挥发度为2、5。试求:(1)精馏段操作线方程;(2)提馏段操作线方程。 7、板式精馏塔常压下分离苯-甲苯物系,塔顶采用全凝器,物系平均相对挥发度为2、 5,进料就是流量为150kmol/h,组成为0、4的饱与蒸汽,回流比为4、0,塔顶馏出液中苯的回收率为0、97,釜液中苯的组成为0、02。试求:(1)塔顶产品流率,组成与釜液流率;(2) 精馏段、提馏段操作线方程;(3)实际回流比与最小回流比的比值。 8、某二元连续精馏塔,进料量100kmol/h,组成为0、5(易挥发组分mol分率),饱与液体进料。塔顶、塔底产品量各为50kmol/h,塔顶采用全凝器,泡点回流,塔釜用间接蒸汽加热,物系平均相对挥发度为2、0,精馏段操作线方程为yn+1=0、714xn+0、257,试求:1 塔顶、塔底产品组成(mol分数)与塔底产品中难挥发组分回收率 ;2最小回流比;3提馏段操作线方程。 9用常压精馏塔分离某二元理想溶液,其平均相对挥发度α=3,原料液组成0、5(摩尔分率),进料量为200kmol/h,饱与蒸汽进料,塔顶产品量为100kmol/h。已知精馏段操作线方程为

化工原理习题

第一部分 概念题示例与分析 一、填空题 2-1 一球形石英颗粒,分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将 ,在空气中的沉降速度将 。 答案:下降,增大 分析:由斯托克斯定律 μ ρρ18)(2g d u s t -= 对空气系统,s ρ 》ρ,故 u u u u t t '≈' 对水系统,水的密度随温度的变化可忽略,故同样有 u u u u t t '≈' 可见无论是气体还是液体,温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。气体粘度随温 度升高而增加,故沉降速度下降;液体粘度随温度升高而减小,故沉降速度增大。但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出,其他情况还需要具体分析。 2-2若降尘室的高度增加,则沉降时间 ,气流速度 ,生产能力 。 答案:增加;下降;不变 分析:因沉降距离增加,故沉降时间将增加。降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面 增大,故气流速度下降。生产能力的计算公式为: 可见,降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。 2-3 选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是 ; ; 。 答案:气体处理量,分离效率,允许压降 2-4 通常, 非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行, 悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。 答案:气固;液固 2-5 沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异,使之发生相对运 动而实现分离的操作过程。沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。 答案:力场;密度;重力;离心 2-6 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度,由于这个速度是 阶段终了时颗粒 相对于流体的速度 ,故又称为“终端速度”。 答案:等速;加速 2-7 影响沉降速度的主要因素有① ;② ;③ ; 答案:颗粒的体积浓度;器壁效应;颗粒形状 2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于 的粗颗粒,一般作为预除尘使用。 答案:50μm 2-9 旋风分离器的总效率是指 ,粒级效率是指 。 答案:全部颗粒中被分离下来的质量分率;各种粒度被分离下来的质量分率 2-10实现过滤操作的外力可以是 、 或 。 答案:重力;压强差;惯性离心力 2-11工业上常用的过滤介质主要有① ,② ,③ 。 答案:织物介质;堆积介质;多孔固体介质 2-12 在饼层过滤中,真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。 答案:滤饼层;过滤介质 2-13 离心机是利用惯性离心力分离液态非均相混合物的机械。它与旋液分离器的主要区别在于离心力是由 而产生的。 答案: 设备本身旋转

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