少学时习题.doc

习题 1.某设备上真空表的读数为4.8104Pa，试计算设备内的绝对压力和表压。已知该地区的大气压力为1.01105Pa。 2.在附图所示的敞口容器内盛有油和水，已知水的密度为1000kgm-3，油的密度为820kgm-3，h1=400mm，h2=600mm，试计算h的值，以mm为单位。 习题2附图 习题3附图 3.如附图所示，常温下水在水平等径管内以一定的流量流过。截面1-1与2-2之间的压差为2.472kPa，试问当分别采用正U形管水银压差计和倒U形管压差计测量时，两者的读数各为多少？已知水银的密度为13600kgm-3，水的密度为1000 kgm-3。习题4附图 4.在附图所示的密闭容器A与B内，分别盛有密度为1000kgm-3的水和密度为810kgm-3的溶液，A、B间由一水银U形管压差计相连。 (1) 当pA=29103Pa(表)时，U形管压差计读数R=0.25m，h=0.8m，试计算容器B内的压强pB。 (2) 当容器A内液面上方的压强减小至=20103Pa(表)，而pB保持不变时，U形管压差计的读数R为多少? 已知两容器内的液面处于同一水平面上，水银的密度为13600kgm-3。习题6附图 5.在图1-10所示的液位测量装置中，已知容器内装有密度为860kgm-3的油品，其液面允许到达的最大高度h1=2m，压差计内的指示液为水银，密度为13600kgm-3。试计算当压差计的读数R=200mm时，容器内的液位高度h2。 6.为排除气体管道中的少量积水，采用附图所示的液封装置，水由气体管道中的垂直支管排出。若气体的压力为10kPa(表)，试计算水封管插入液面下的最小高度h。已知水的密度为1000kgm-3。 7.用管径为f573.5mm的管道输送密度为1840kgm-3的硫酸，若硫酸在管内的流速为0.8ms-1，试分别计算硫酸的体积流量、质量流量和质量流速。习题8附图 8.水在附图所示的虹吸管内作稳态流动，管路直径均相同，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。已知大气压强为1.013105Pa。 9.在附图所示的输水系统中，管径为f573.5mm。已知水在管内流动的能量损失为(包括进口损失，但不包括出口损失)，式中u为管内流速，单位为ms-1。试问水的流量为多少m3h-1？欲使水的流量增加25%，应将水箱再升高多少m？习题9附图 习题10附图 10.在附图所示的楼顶水箱进水系统中，管道直径为f603.5mm，粗糙度为0.2mm，水的密度为1000kgm-3，粘度为1cP。已知楼顶水箱敞口，埋地水管距水箱液面的垂直距离为24m，压力表处计起的管长和管件、阀门的当量长度之和为100m(不含管路的出口损失)，试问压力表读数为多少MPa时，才能满足进水量为8m3h-1的需要？习题11附图习题12附图 11.用泵将连续釜式反应器内的物料输送至敞口高位槽内，如附图所示。物料密度为1050kgm-3，粘度为610-4Pas。反应器内物料上方的压强保持在2.5104Pa(真空度)，物料的输送量为2104kgh-1。管道直径为f764mm，总长为50m，管壁的绝对粗糙度为0.3mm。管路中有一个全开的闸阀、一个半开的截止阀和3个900的标准弯头。反应器内的液面与管路出口的垂直距离为15m。若泵的效率为70%，试计算泵所需的轴功率。 12.在附图所示的高位槽输水系统中，管道直径为f573.5mm，全部直管长度为20m，管壁的绝对粗糙度为0.5mm。高位槽液面上方的压强为大气压，液面距管路出口的垂直距离为4m。管路中有一个截止阀和一个标准直角弯头。若水温为200C，试计算当截止阀半开时该输水系统的输水量，以m3 h-1表示。 13.在内径为500mm的管道中心安装一皮托管，以测量管内的空气流量。空气的温度为500C，压强为9.81103Pa(表压)。测压装置为U形管液柱压差计，读数为15mm，指示液为水，其密度为1000kgm-3。试计算管道中的空气流量，以m3s-1表示。习题 1. 在图2-6所示的实验装置中，吸入管和排出管的内径相同，两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的转速为2900rmin-1。以20oC的清水为介质测得泵的实际流量为70m3h-1，泵出口处压力表的读数为4.7105Pa，泵入口处真空表的读数为1.9104Pa。若泵的效率为70%，试计算该泵在输送条件下的扬程和轴功率。 2. 某离心泵输水系统，当阀门全开时的输水量为100m3h-1，离心泵的转速为2900rmin-1。现要求输水量下降为80m3h-1，并采用另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5%的泵，试问如何调整转速才能满足所要求的流量？ 3. 用离心水泵将敞口贮槽中的水输送至冷却器内。已知贮槽中的水位保持恒定，在最大流量下吸入管路的压头损失为2.5m，泵在输送流量下的允许气蚀余量为3.0m。试计算：(1) 输送200C的水时泵的安装高度；(2) 输送850C的水时泵的安装高度。泵安装地区的大气压为9.81104Pa。 4. 用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为6.6105Pa。泵位于贮罐液面以下1.5m处，吸入管路的全部压头损失为l.6m。异丁烷在输送条件下的密度为530kgm-3，饱和蒸气压为6.45105Pa。已知输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常工作。 5. 拟采用两台同型号的离心泵并联或串联操作，以将贮槽中的液体输送至高位槽。已知单台泵的特性曲线方程为(式中H的单位为m，Q的单位为m3s-1)，管路特性曲线方程为(式中符号意义同上式)。试问哪一种组合方式的输液量较大？习题 1.试计算密度为1030kgm-3、直径为400mm的球形颗粒在150oC的热空气中的沉降速度。 2.用底面积为40m2的降尘室回收气体中的球形固体颗粒。已知气体的处理量为3600m3h-1，固体密度rs=3000kgm-3，气体在操作条件下的密度r=1.06kgm-3、粘度m =Pas，试计算理论上能完全除去的最小颗粒的直径。 3.用一多层降尘室除去气体中的粉尘。已知粉尘的最小粒径为8mm，密度为4000kgm-3；降尘室的长、宽和高分别为4.1、1.8和4.2m；气体的温度为427oC，粘度为Pas，密度为0.5kgm-3。若每小时处理的含尘气体量为2160m3(标准状态)，试确定降尘室内隔板的间距及层数。 4.用标准旋风分离器除去温度为200oC、压力为0.101MPa的空气中的粉尘。已知粉尘的密度为2000kgm-3；旋风分离器的直径为0.65m，进口气速为21ms-1，试计算：(1) 每小时的气体处理量，以标准状态时的体积表示；(2) 气体通过旋风分离器的压力降；(3) 粉尘的临界直径。 5.在实验室内用过滤面积为0.1m2的过滤器，对某种药品颗粒在水中的悬浮液进行过滤试验。若过滤5min得滤液1L，又过滤5min得滤液0.6L，试确定再过滤5min所增加的滤液量。 6.在Pa的压强差下，对某药品颗粒在水中的悬浮液进行过滤试验，实验测得过滤常数m2s-1、qe=0.01m3m-2，每获得1m3滤液所得的滤饼体积为0.08m3。现用具有38个框的BMY50/810-25(框的边长为810mm，厚度为25mm)型板框压滤机处理此悬浮液，过滤推动力及所用滤布与试验的相同。若滤饼为不可压缩滤饼，试确定：(1) 过滤至框内全部充满滤饼时所需的时间；(2) 若过滤结束后用相当于滤液体积10%的清水进行洗涤，洗涤时间为多少？(3) 若每次卸滤饼和重装等全部辅助操作的时间为15min，则过滤机的生产能力为多少(以滤饼体积表示)？(4) 若将过滤压强差提高一倍，则过滤至框内全部充满滤饼时所需的时间为多少？ 7.用板框压滤机在恒定压强差下过滤某药品悬浮液，已知滤框的边长为0.65m，操作条件下的过滤常数m2s-1、qe=0.01m3m-2，每获得1m3滤液所得的滤饼体积为0.1m3。若滤饼不需洗涤，辅助操作时间为20min，过滤机的生产能力为9m3滤液h-1，试计算：(1) 所需的最少滤框数；(2) 框的厚度。 8.若转筒真空过滤机的浸没度，转速n=2rmin-1，每小时可得滤液15m3，试计算所需的过滤面积。已知过滤常数m2s-1，qe=0.08m3m-3。习题 1.某平壁的厚度为500mm，内壁温度为800oC，外壁温度为120oC。已知平壁材料的导热系数为1.1Wm-1oC-1，试计算通过每平方米壁面的导热速率。 2.某燃烧炉的平壁由三种材料构成。最内层为耐火砖，厚度b1=200mm，导热系数l1=1.07Wm-1 oC-1；中间层为绝热砖，厚度b2=100mm，导热系数l2=0.14Wm-1 oC-1；最外层为普通钢板，厚度b3=6mm，导热系数l3=45Wm-1 oC-1。已知炉内壁表面温度t1=1000oC，钢板外表面温度t2=30oC，试计算：(1) 通过燃烧炉平壁的热通量；(2) 耐火砖与绝热砖以及绝热砖与普通钢板之间的界面温度。假设各层接触良好。 3.在直径为f894.5mm的蒸气管道外包扎有两层绝热材料。已知管壁材料的导热系数为45Wm-1oC-1；内层绝热材料的厚度为40mm，导热系数为0.07Wm-1oC-1；外层绝热材料的厚度为20mm，导热系数为0.15Wm-1oC-1。现测得蒸气管的内壁温度为180，最外层的表面温度为50。试计算每米管长的热损失及两绝热层间的界面温度。 4.蒸气管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层。已知外层的平均直径和导热系数均为内层的两倍。现保持其他条件不变，而将两绝热层的材料互换，试问：(1) 每米管长的热损失是原来的多少倍？(2) 在本题条件下，哪一种材料包扎在内层较为合适？ 5.水在套管式换热器的内管中流动。已知内管的直径为f252.5mm，长度为6m；水的流量为2m-3h-1，温度由15升高至35，试计算管壁对水的对流传热系数。若水的流量下降为0.4m-3h-1，则管壁对水的对流传热系数又为多少？ 6.苯以2000kgh-1的流量在蛇管内流动，温度由60下降为30。已知蛇管的直径为f573.5mm，弯曲半径为0.6m，试计算苯对蛇管壁的对流传热系数。 7.在预热器内将压强为101.33kPa的空气从150C加热至550C。预热器由一束长为1.5m、直径为f573.5mm的直列垂直钢管组成，沿流动方向共有12排，每排有12列管子，排间与列间管子的中心距均为100mm。空气在管外垂直流过，通过管间最狭窄通道处的流速为8ms-1。试计算管壁对空气的平均对流传热系数。 8.温度为1000C的饱和水蒸气，在外径为38mm、长为3m的单根圆管外表面上冷凝。已知管外壁温度为920C，试计算：(1) 管子垂直放置时，每小时的蒸气冷凝量。(2) 管子水平放置时，每小时的蒸气冷凝量。 9.试计算：(1) 120的饱和水蒸气冷凝为120的水时所放出的热量。(2) 120的饱和水蒸气冷凝为60的水时所放出的热量。(3) 常压下，空气由20升温至80时所吸收的热量。 10.在列管式换热器中用水冷却油。已知换热管的直径为f192mm，管壁的导热系数l=45 Wm-1oC-1；水在管内流动，对流传热系数ai=3500Wm-2oC-1；油在管间流动，对流传热系数ao=250Wm-2oC-1；水侧的污垢热阻Rsi=2.510-4m2 oCW-1，油侧的污垢热阻Rso=1.810-4m2 oCW-1。试计算：(1) 以管外表面为基准的总传热系数。(2) 因污垢热阻而使总传热系数下降的百分数。 11.某液体在列管式换热器的管内流动时，温度由20升高至50，加热介质在管间流动，温度由100下降为60。试计算下列各种情况下的平均温度差。 (1) 换热器为单壳程单管程列管式换热器，两流体呈逆流流动。 (2) 换热器为单壳程单管程列管式换热器，两流体呈并流流动。 (3) 换热器为单壳程四管程列管式换热器。 (4) 换热器为双壳程四管程列管式换热器。 12.苯在逆流换热器内流动，流量为2000kgh-1，温度由70下降至30。已知换热器的传热面积为6m2，热损失可忽略不计；总传热系数为300Wm-2oC-1；冷却介质为20的水，定压比热为4.18kJkg-1。试计算：(1) 冷却水的出口温度；(2) 冷却水的消耗量，以m3h-1表示。 13.在逆流换热器内，用20的水将流量为4500kgh-1的液体由80冷却至30。已知换热管由直径为f252.5mm的钢管组成；液体走壳程，对流传热系数为1700 Wm-2oC-1，定压比热为1.9kJkg-1，密度为850kgm-3；水走管程，对流传热系数为850Wm-2oC-1。若水的出口温度不超过50，换热器的热损失及污垢热阻均可忽略不计，试计算换热器的传热面积。 14.在并流换热器内，用水冷却油。已知水的进、出口温度分别为15和40，油的进、出口温度分别为150和100。现工艺条件发生改变，要求油的出口温度降至80。若油和水的流量、进口温度及物性均保持不变，原换热管的长度为1m，试计算换热管的管长应增至多少米才能满足工艺要求。设换热器的热损失可忽略不计。习题 1.常压下，空气的温度t=400C，相对湿度=20%，试计算：(1) 空气的湿度H；(2) 空气的比容uH；(3) 空气的密度rH；(4) 空气的比热CH；(5) 空气的焓；(6) 空气的露点td。 2.常压下，空气的温度t=850C，湿度H=0.02kg水气kg绝干空气-1，试利用空气的焓湿图以图解法确定：(1) 空气中的水气分压p；(2) 空气的相对湿度；(3) 空气的露点td；(4) 空气的焓IH；(5) 空气的绝热饱和温度tas；(6) 空气的湿球温度tw。 3.用一干燥器将湿物料的含水量由30%(湿基，下同)干燥至1%。已知湿物料的处理量为2000kgh-1；新鲜空气的初温为25，相对湿度为60%；空气在预热器中被加热至1200C后送入干燥器，离开干燥器时的温度为400C，相对湿度为80%，试计算：(1) 水分的蒸发量；(2) 绝干空气的消耗量；(3) 新鲜空气的体积流量。 4.常压下，以温度为20oC、湿度为0.01kg水气kg绝干空气-1的新鲜空气为介质，干燥某种湿物料。空气经预热器