山东大学化工原理剖析

1、化工原理一、填空：（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（一 ）次方成正比；流量一定时，阻力损失与管径（四 ）次方成反比。（2） 离心泵的轴功率随流量的增大而（ 增加），启动离心泵前应（逐渐打开阀门），以减少启动电流，保护电机。另外，离心泵启动 前，还要（关闭出口阀门 ），否则就会造成（汽蚀）现象。（3） 层流时，圆管内的流速呈（抛物线型）分布，U/Umax=（ 0.5）；当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（）。（4） 往复泵的流量与压头（没有关系），需采用（旁路调节）调节流量。（5） 研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（连续介质），其目的是为了摆脱（复杂的分子运

2、动），而从（宏观）角度来研究流体的流动规律。（6） 在化工生产中，流体静力学基本方程式主要应用于（压力与压力差的测量），（液位的测量），（液封的高度计算）(7)离心分离因数Kc=（）,若旋转半径R=0.4m,切向速度UT=20m/s时，_则Kc= （ 102）,结果表明在上述（ 离心分离效果很好 通过三层平壁的热传导中，（假设各层壁面间接触良好）（9） 为了减少辐射热损失，可采用（多层遮热板）方法，而且材料的黑度（10）当管壁和污垢热阻可以忽略时，如果当两个对流传热系数相差较大时，要提高 的a。若两侧a相差不大时，则必须将（ 两侧的a同时提高 ）才能提高（1 ）在流体流动中，圆形直管内流体滞流

3、时的速度分布为（抛物线 ）形状，且平均速度U与管中心最大速度Umax之比等于（0.5湍流时的速度分布为（幅度很小的曲线（2） 有一串联管道，分别由管径为d1 与 d2的两管段串联而成， 体在d2管段内的流型为（ 层流）。（3）离心泵的工作点是（ 泵的特性 ）曲线与（ 管路特性（汽蚀）现象。（4） 离心泵无自吸作用，开泵前要先（保证关闭岀口阀（5）在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（ 气侧的对流传热系数.）（7） 某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降，若处于滞流沉降区，当空气温度升高时，空气的黏度（8） 测定流量常用的流量计有（容积流量计）、（叶轮流量计）、（质量流量计

4、（9）降尘室的生产能力只与降尘室的（ 底面积）和（ 颗粒的沉降速度（10）工业过滤一般采用（ 恒压 ）过程最合理。过滤常数的测定一般在（2）离心泵的压头与流量（有）关，一般用（阀门）调节流量。往复泵的压头与流量（4）一小颗粒在空气中沉降服从斯托克斯定律，（5）降尘室的生产能力只与降尘室的（条件(8)）。若测得各面的温度t1,t 2,t 3和t4分别为500 C ,400 C ,200 C和100C，则各平壁层热阻之比（越高），散热愈少。K值，关键在于提高（对流传热系数较小一侧K值。Imax）；di1001004015 50所以tmt2t1.: t2Ln -也tL1tm1135 - 6092.4

5、7,135Ln60tm2135 - 3069.81,135Ln30所以Q1Kn dL1 tm13.71mQ2Kn dL? tm2化工原理试卷二491kPa (表压)，槽内液面维持恒定，其上方为大气压。槽内液面和塔二、计算题：如附图所示。塔内压强为1 某车间用离心泵将原料送到塔中，进料口之间的垂直距离为 20m,假设输送管路的阻力损失为5m液柱，料液的密度为900kg/m3,管子内经皆为25mm送液量为2000kg/h。试求：(1 )泵的有效功率；(2)如果泵的效率是 60%求其轴功率。解1：（ 1）取料液槽液面为1 - 1截面，兼做基准水平面在两截面之间列柏努力方程式：2 2U1P2 U2_

6、We 二 gz2-2亍2=0, z2 = 20m, pi = 0（表压）二 0，料液进塔处为2 - 2截面,gZ1P1Ph f 1_2其中:Z1， p2 二 491 kPa（表压），J = 900 kg / m3U1U2wA720003600将已知数据代入柏努力二 g Z2 - z1 - P2P1Pg二 2000 / 3600 kg / s则泵的有效功率为WeWsNe=We ws = 791（2）泵的轴功率为N e 439 .8-n - 0.631d4方程式，2 u 2S hf1791 .7J / kg2.7哋3600二 439 . 8W=733W0.733 kW .2.某悬浮液在一台过滤面积

7、为 0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤液35用，若滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。 求：1其它情况不变，过滤1.5h所得滤液量。需要洗涤时间为多少小时?解2：（1）其它情况不变,过滤1.5小时所得滤液量A 二 0.4m2,二 7200s,V厂 35m3根据恒压过滤基本方程式V2KA2-2它情况不变，过滤2h后用4用的水对滤饼进行横穿洗涤，则 K 二 1.06m2/s当过滤1.5h时，所得滤液量、1.06 0.42 5400-30.3m3（2）洗涤时间弋VwdV d wVwKA28V8VVwKA28 35 41.06 0.42二 1.83h2.用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液

8、，滤框共10个，其规格为810X 810mm框的厚度为42mm现已测得过滤10分钟后的滤液1.31m3,再过滤10分钟，共得滤液1.905m3。滤饼体积和滤液体积之比为0.1。试计算：1将滤框完全充满滤饼时所需的时间（h）;2洗涤时间和辅助时间共 45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。0.0 42时所需的过滤时间二 0 .0 276 m 3解2：（ 1）将滤框完全充满滤饼一个框的体积：0.8 1210个框所得滤饼的总体积Vc 二 0.027610滤饼体积 滤液体积 过滤面积：二 0.276二 0.10.2 760.8V1210q1q2VAV2A1 .3113 .121 .90513

9、 .12二 2.7 6m 3 （滤液）=13 .1 2m 20.1m二 0.15m恒压过滤方程式（日qe0.1 qK 6000.15qeK 12002qe解得： K =1.7510ee-5qe2.5100.357过滤基本方程式:当过滤时间2.53102.7613.12二 1.750.21 m ,100.3570.72h（2）生产能力Vc日+日洗+日附0.2 760.7 20.7 5二 0.1 9m3 / h3.常压贮槽中盛有石油产品，其密度为760kg/m3,粘度小于20cst。在贮存条件下的饱和蒸汽压强为80 x 103Pa。现拟用65Y 60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为1

10、77x 103Pa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m,吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m试核算该泵是否合用。若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33KPa 计。2.6附：65Y 60B型油泵性能参数如下：流量m3/h19.8扬程m38效率%55轴功率KW3.75允许气蚀余量m解3：在贮槽液面1 -1与输送管出口外侧截面2 _ 2间列柏努力方程，并以 截面1 _ 1为基准水平面，得：Z1 -P1+U1H e =Z22g式中:Z1=0, Z2 二 5mU1=0, u2 = 0P1二0表压 ，p2Hf1 2 =14 = 5m2U

11、2H f1 22g -将上列数值代入上式,P2g2= 177103 Pa 表压I， 760 kg /m3并整理得：3177 X103 H e =55 =33.7m7609.8133H e : H = 38 m, Qe = 15m / h : Q = 19.8m / h能否避免汽所以65Y 60 B型油泵合用。根据已知条件考虑泵能否正常操作，应核算泵的安装高度是否合适,蚀现象，可应用下式计算允许安装高度，即Hg 壬-厶- ：h - H f0 1 为：g一式中： P0 =1.0133105 Pap .：8010 3 Pa-h = 2.6 m1.0133 -0.8105则： H g2.6 -1 =0

12、.74m760 . 81油泵的实际安装高度为-1.2m ： -0.74m,说明泵能正常操作。3.一除尘器高4m,长8m,宽6m,用于除去炉气中的灰尘。尘粒密度p s=3000kg/m【炉气密度p =0.5kg/m 3、粘度卩=0.035mPa s,颗粒在气流中均匀分布。若要求完全除去大于10mm的尘粒，问：每小时可处理多少立方米的炉气。若要求处理量增加一倍，可采取什么措施？解3：（ 1）10 m m粒径的颗粒的沉降速度假设沉降在斯托克斯区1,则进行，即 Ret0.01 23000 - 0-59.81 =4.67 10-m/s180.03510 _3校核:0.5 0.004670.01 门 “

13、_ _4,36.67 1010.03510 -3原假设正确，计算有效气体处理量为R etV Au t = 860.00467 二 807 m 3 / h(2)气体处理量增大一倍,可设置一层中间水平隔板。化工原理试题二二、计算题：1 如图，一离心泵将水从贮槽抽至敞口容器中，两液面恒定且距离8m。泵的吸入管线L!=20m,排出管线L2=60m (以上均包括进出口及各种局部阻力)，管径均为40mm摩擦系数均可取 0.01，离心泵的特性曲线方程H=22-7.2 X 105&(Hm, Q nVs )，泵的效率为 65% 试求：(1) 管路的特性方程；(2) 管内水的流量m/s ；(3) 泵的轴功率。解1： (1)选贮槽液面为 兼做水平基准面。2P1丄uz19 2g代入已知数据在两1-1截面，敞口容器液面为 2-2 截面，并以1-1截面 截面间列柏努力方程式 ：2:?g 2gH f 1 _2e = 8 H f 1 _21 .f2=0.0