化工原理作业答案

1、3、已知甲地区得平均大气压力为85、3 kPa,乙地区得平均大气压力为1 0 1、33kP a,在甲地区得某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。若改在乙地区操作，真空 表得读数为多少才能维持该设备得得绝对压力打甲地区操作时相同？解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度=（2）真空表读数真空度=大气压一绝压=5、如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分別为/?1=50 0 m m./?2=80 mm,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧得U管与大气连通得玻 璃管内灌入一段水,其高度/?3=100 mim试求月、B两点得表压力。解：（I）A点得压力Pa= (

2、1000 x 9.81x0.1+ 13600 X 9.81X0.08)Pa = 1.165x10Pa (表)（2） B点得压力13、如本题附图所示，用泵2将储罐1中得有机混合液送至 精饰塔3得中部进行分离。已知储維内液面维持恒定，其上方压 力为1、0 1 3310 Pa。流体密度为800 kg/m精憾塔进口处 得塔内压力为1、2110 Pa,进料口高于储罐内得液面8 m,输 送管道直径为妙68 mm 4 mm.进料量为20 m/ h。料液 流经全部管道得能量损失为7 0 J/k S ,求泵得有效功率。解:在截而与截面之间列柏努利方程式，得19、用泵将2X lOkg /h得溶液自反应器送至高位槽

3、（见本题附图）。反应器液而上方保持 25、9X 10 Pa得真空度,高位槽液而上方为大气压。管道为76 mm X 4 mm得钢管，总长 为35 m.管线上有两个全开得闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。 反应器内液面与管路出口得距离为17m。若泵得效率为0、7,求泵得轴功率。（已知溶液得 密度为1073 kg/M,黏度为6、310, Pas。管壁绝对粗糙度可取为0 Jmiiu ）解:在反应器液而1-1 与管路岀口内侧截面2-2 间列机械能衡算方程，以截面1-1 - 为基准水平面，得式中 Zi=0,z：= 1 7 m, MbiOPl=-25. 9X10 3Pa（表）小=0（表

4、） 将以上数据代入式（并整理得=9、81X1 7卄+=192、0 +其中=(+)=1、6 56X 1 05根据/?e与刃值，査得2=0、03,并由教材可査得各管件、阀门得当量长度分别为 闸阀（全开）：0、43X 2 m =0- 86 m标准弯头：2、2X 5 m =1 1 m故=（0 . 03X+0、5+4 ） =25、7 4J/kg于就就是泵得轴功率为=、 7 3kW20、如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。槽得底部与内径为1O0 mm得钢质放水管柑 连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液得U管压差计,其一臂 与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点

5、与管路出口端之间得直管长度 为 20 m。（1）当闸阀关闭时，测得/?= 6 00 mm、ft= 1 5 00 mm;当闸阀部分开启时，测得/?=400 mm、办=140 0 mm。摩擦系数可取为0、02 5 ,管路入口处得局部阻力系数取为0、5。问 每小时从管中流出多少水（mJ ?（2）当闸阀全开时J管压差计测压处得压力为多少Pa（表压）。（闸阀全开时厶加a 1 5,摩 擦系数仍可取0、02 5。）解：（1）闸阀部分开启时水得流量在贮槽水而1 -1与测压点处截而22间列机械能衡算方程，并通过截而2-2-得中心作基 准水平而，得(a)式中/八=0 （表） 2 二久声R-QiogR=(13600

6、x981x04-1000x981xl4)Pa = 39630Pa (表)Mb2=0,Z2 = 0刀可通过闸阀全关时得数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方 程知(b)式中 /?= 1.5 m, R=0 6 m 将已知数据代入式（b）得/1715/% =(兮+ Q 寸= 2.13 心(0.025+0.5)才= 2.1 玩将以上各值代入式(a),即9、8 1X6、66=卄2、13解得水得流量为 匕=36(X)d仏=(3600 x 0.785 x 0.1 x3.13)m/s = 1.43m/s(2)闸阀全开时测压点处得压力在截面1一1与管路出口内侧截而3-3间列机械能衡算方程,并通

7、过管中心线作基准平面，得 (C)式中 21=6.66 m,Z3=0, Mbi=0，Pj=P3将以上数据代入式(c)，即9、8 1X6、66=+4、8 1解得再在截面1-1 与2-2-间列机械能衡算方程，基平面同前，得(d) 式中 21=6,66 m,Z2= 0 4/bi 0 ,nb2=3,5 1 m/ s 4=0(表压力)将以上数值代入上式，则解得刀2=3、30X1 0 4pa（表压）第二章流体输送机械1、用离心油泵将甲地油罐得油品送到乙地汕罐。管路情况如本题附图所示。启动泵之 前A、C两压力表得读数相等。启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输汕量为39 m/h,此时 泵得压头为38 m。已知输

8、油管内径为100 mm,摩擦系数为0. 02：油品密度为8 lOkg /m九试求(1 )管路特性方程;(2)输汕皆线得总长度(包括所有局部阻力当量长度)。管路特性甲、而分别取 截面，以 基准面，列柏努利习题1附图解：(1 )方程乙两地汕罐液 作1 -1与22 水平管轴线为 在两截面之间 方程，得到由于启动离心泵之前PFPo于就就是=0 mh-/m5= 2、5X10 讣2/0?(条得单位为/ h)(2)输汕管线总长度in/s= 1.38 m/ s于就就是m= 1 960 m2、用离心泵（转速为2 900 r/min）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表打 出口压力表得读数分别为6 0 k

9、Pa 220 kPa两测压口之间垂直距离为0. 5 m,泵得轴功 率为6、7 kW。泵吸入管与排出管内径均为8 0 mm.吸入管中流动阻力可表达为（切为吸入 管内水得流速,m/s）。离心泵得安装高度为2.5 m,实脸就就是在20匕,98、1 kPa得条件 下进行。试il算泵得流量、压头与效率。解:（1）泵得流量由水池液面与泵入口貞空表所在截而之间列柏努利方程式（池中水而为基准而），得到将有关数据代入上式并整理，得m/s则n?/h=5761 n / h(2)泵得扬程（3）泵得效率= 68%在指；4转速下，泵得性能参数为：q=5761 m/h H=29- 04 m P=6、7 k W 沪6 8%5

10、、用离心泵将真空精塔得釜残液送至常压贮罐。塔底液面上得绝对压力为32、5 k Pa（即输送温度下溶液得饱与蒸汽压）。已知:吸入管路压头损失为1 . 46 m,泵得必需气蚀余 量为2. 3 m,该泵安装在塔内液而下3.0 m处。试核算该泵能否正常操作。解:泵得允许安装高度为 式中则ITlo泵得允许安装位置应在塔内液面下4.26m处，实际安装高度为-3. Om,故泵在操作时可 能发生气蚀现象。为安全运行，离心泵应再下移1.58、对于习题7得管路系统,若用两台规格相同得离心泵（单台泵得特性方程与习题8相 同）组合操作，试求可能得最大输水量。解:本题旨在比较离心泵得并联与串联得效果。（1）两台泵得并联

11、解得：q 5、54X 10 itP / s= 1 9. 9 5 mVh(2)两台泵得串联解得J9=5、89X 1 0 m3/s=212m*h在本题条件下两台泵串联可获得较大得输水M2L2n?/lu第三章非均相混合物分离及固体流态化2、用降尘室除去气体中得固体杂质，降尘室长5 m,宽5 g高4、2 m,固体杂质为球形 颗粒，密度为3 0 00 k g/m气体得处理量为3 0 00（标准）m/h。试求理论上能完全除去得 最小颗粒直径。（1 ）若操作在20C下进行，操作条件下得气体密度为1.06kg/m黏度为1.8xl05pa叫(2)若操作在4 20C下进行，操作条件下得气体密度为0、5 kg/n代

12、黏度为3、3x10-5? a S O解:(1)在降尘室内能够完全沉降下来得最小颗粒得沉降速度为:设沉降在斯托克斯区，则:孩算流型:原设滞流区正确，能够完全除去得最小颗粒直径为I、9 85xl05m。(2川算过程与(1)相同。完全能够沉降下来得最小颗粒得沉降速度为:设沉降在斯托克斯区，则:核算流型:原设滞流区正确，能够完全除去得最小颗粒直径为4、132xl0-5nK3、对2题中得降尘室与含尘气体，在427 C下操作，若需除去得最小颗粒粒径为10pm, 试确楚降尘室内隔板得间距及层数。解:取隔板间距为仏令10 gm尘粒得沉降速度-%-必 _（IOxExG0O0-05）x981 恥=彳剜xI旷 m/s18/18x331x10-由(1)式计算力层数取18层孩算颗粒沉降雷诺数:核算流体流型:2x5x0.233 c zr n c xOO17xO5辺2:= 686 2100“3.3x1010、板框压滤机过滤某种水悬浮液，已知框得长X宽X高为8 1 0 mmx8 10mmx4 2mm,总框数为1 0，滤饼体枳打滤液体枳比为P 0、1过滤1 0 mi n，得滤液量为K 31解:kJ/(kgC)有机物65382572404.22X10叫