化工原理的计算题(最终版)

10,211200 fHguzpHguzp 其中，z0=0，z1=16m，p0= p1= 0（表压） ， u0=0，u1=0 2252 5210, 1.34806.17.8.94.3 )(gvvf qqdludllH ）（ 排排入入排入 216vq （2） He = 30-61050.00412 = 19.914m，Pa=Pe/ = gHeqv/ =10009.8119.9140.0041/0.65= 1232 W 【2】将 2104 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 76mm4mm、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 1 = 0.17、5 个 90标准弯头 2 = 0.75。45氯苯的密度为 1075 kg/m3，粘度为 6.510-4 Pas。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， 21,22211 feHguzpHguzp P 341068.5307smqV 2241685u 54106.105.6728eR1,212fe HgzpH 弯闸进局局直 ， ,21, 2fffffff HHmudlf 78.9.068.93.2, 直 mf 471.089.)75.01.5.0(, 局 4.1.581.07)26( e =23.83m %9.3aP 【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， smAquv /12.)405.36(2 kgJudlhf /1.352.013.2 （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 10,120fehpugHhpugH kgJf/.35 16 m【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 784mm、长 20m，排出管直径 663mm、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=30-6105qv2（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=30-6105qv2=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 = Heqvg = 23.83 *5.168*10-3*1075* 9.81 = 1.30 *103W H=2 0m H1 =2 m u0= u1=0，p1= p0=0,H0=0，H=20m，代入方程得： kgJhgHfe /3.15208.9 skgqvm/17.403615 WhqPem5.138 =80% WPea7.2336/105.2,/04K,. ,5.,hrVmqsr hryayre Dw 恒 压工 作已 知 ： 解：每一周期滤液量 9./8 恒压过程qe2 23226 /14.05.)10.(35.104 m2.9mqVA 983单An 取 n=2 解：恒压时 2e2K 已知 ）（）（）（ 10AV24e eKin/4.,1VeLAmin1012e2L5.7V解 得 ：.-1 【6】有一叶滤机，自始自终在恒压过滤下过滤水悬浮液时，得到如下过滤方程 ，在实际操250q 作中，先 5min 时间内做恒速过滤，此事过滤压强自零上升至上述实验压强，此后做恒压过滤，全部过滤 时间为 20min。试求：（1）每一循环过程中每 过滤面积得到的滤液量（2）之后用相当于滤液总量 1/5m 的水洗涤滤饼，洗涤时间为多少？ /4.58qL 解：（1)恒压过滤 Kqe2 in/50,104e K 恒速过滤时 /112q即 ： 21/.L 恒压过滤 )()(2)(1qqe )520()5.(0)5.( q即 ： 洗涤 /7.15mLw 叶滤机 LqKdew83.1)4.(2) min4.68317wd 【7】现有一底面积为 5.0m2 的降尘室，用以处理 20的常压含尘空气。尘粒密度为 1800kg/m3，现需要 将直径为 25m 以上的颗粒全部除去。试计算：（1）该降尘室含尘气体的处理能力，m3/s；（2）若在 该降尘室中均匀设置 6 块水平隔板，则含尘气体的处理能力为多少 m3/s? 已知 20空气的密度 =1.2 kg/m3，粘度 =1.81 10-5Pas。 解：（1）假设颗粒沉降处于斯托克斯区，则沉降速度为 18)(2mingdupt sm/034.18.9)20(552056.108.23425Re56min tpud 假设成立，气体的处理量为 qV = Aut = 50.034 = 0.17m3/s （2）当均匀设置 n 块水平隔板时，实际降尘室面积为（n+1）个 A，所以气体的处理量为 qV = (n+1)Aut =(6+1)50.034 = 1.19m3/s 【8】用一长 2.0m、宽 1.0m 的降尘室，在 20常压下处理 1800m3/h 的含尘空气。已知空气密度 =1.2kg/m3， =1.8110-5Pa s，所含球形尘粒密度 2400kg/m3，试计算可被 100%除下的最小颗粒的 直径。 解：设 100%除去的颗粒沉降处于斯托克斯区 qv=Aut smBLqAuvt /25.036.128 【4】某生产过程每年欲得滤液 3800 ，年工作时间 5000hr，采用间3 歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为 2.5hr，其中过滤时间为 1.5hr，将悬浮液 在同样操作条件下测的过滤常数为 ， ，滤饼不smk26104qe2105. 洗涤，求（1）所需过滤面积（2）需要 8 的过滤机几台？ 【5】在恒压下对某种悬浮液进 行过滤，过滤 10 分钟得滤液 4 升。再过滤 10 分钟得 2 升，如 果继续 10 分钟得到几升？ mgudptp 8.510.8.9)2140(5.8)(1min 2974.018.250Re6in tpud 因此假设成立，故可被 100%除下的最小颗粒的直径 58.8 m smgdupt /1067.4105.3889).()10(8)( 3262min 2.74Rei tp 故假设正确。单层流量：qV 单=Lbut= 424.6710-3 = 0.037m3/s；降尘室处理能力：qV=（19+1）qV 单 =200.037= 0.74m3/s =2664m3/h 【10】一单壳程单管程列管换热器，由 25mm2.5mm、长 3m 的钢管束组成。流量为 1.5kg/s 的苯在管 内流动，由 80冷却到 30。冷却水在管外和苯呈逆流流动，进口温度为 20，出口温度为 50。已知 水侧和苯侧的给热系数分别为 1700W/(m2) 和 900W/(m2)，苯的平均比热容为 1.9103J/(kg) ， 钢的导热系数为 45W/(m)，污垢热阻和换热器的热损失忽略不计。试求该列管换热器的管子数 Q=KA tm=KndLtm 其中 Q=qm1cp1(T1-T2)=1.51.9103(80-30)=142.5103W=142.5kW d2/d1=25/20=1.25Q 需，故能够完成生产任务。 【12】列管式换热器中，用饱和温度 126的蒸汽将 470m3/h 的某一溶液从 40加热到 45，采用 383mm 的钢管 =46.5W/(mK)，管长 2m，试计算所需传热面积和管子根数 n。已知水蒸汽 1=11600W/(m2K)；某溶液在管内流过 2=3700W/(m2K) ，=1320kg/m3，cp=3.4kJ/(kgK) 。 解：溶液吸收的热量为 QL=qvcpt=47013203.4(45-40)3106W/h （126126 t1=126-40=86） （4045 t2=126-46=81）Cttm05.8316lnl21 d2/d1=38/322，故 dm=(38+32)/2=35mm 【9】常温下，用长 4m、宽 2m、高 2m，含 1