化工原理习题(5)

1、1 .选择题每题2分,共20分1 .有以下各个用不同单位表示的压强值,那么从大到小的顺序为.a.1.5kgf/cm 2表压b.450mmHg 真空度c.5 xi04Pa绝对压d.1.6mH2.绝对压A.a>c>b>d B.c>a>d>b C.d>b>c>a D.d>c>b>a2 .某管道的1+le及qv已确定,且是完全湍流,设计时假设将直径 d增大一倍, 其它条件不变,那么阻力损失H f是原值的.A.1/4B.1/8C.1/32D.1/163 .水在一根内径变化的水平圆管内作定态流动,水在粗管中的流速为1 m/s,粗管的内

2、径是细管的2倍,假设流动过程中的阻力可以不计,那么水在细管 中的压力将比粗管中的压力Pa.A.大 7500 小 7500 C. 大 2000 D.小 20004 .离心泵的出口阀开大,流量必然增大,出口压力表读数那么.A.升高 A.几乎不变 C.不确定 D.降低5 .用叶滤机在压差为0.5atm下恒压过滤某悬浮液,其温度为10oC,过滤1h可得 滤液10R3,介质阻力不计,如悬浮液加热至 40oC,其粘度只有10oC时的一半, 其它条件不变,那么过滤1h得滤液m3.A.10BI14.1C.20D.0.56 .在流化床反响器中,气体流速与压降的关系是.A.流速大,压降大B.流速小,压降小C.流速

3、小,压降大D.压降与流速无关7 .通过三层平壁的定态传热过程,第一层两侧温度分别为1200c和800C,热阻为 R,第三层外外表温度为400C,热阻为R,第二层热阻为R2,那么R、R、R大小关系为.A.RiR2+R B.R 1R+R C.Ri=R2+R d. 不确定8 .冷热两种流体通过金属壁面进行热交换,那么壁温接近于.A. %大一侧流体温度 B.0c小一侧流体温度C.冷流体温度 D.热流体温度9 .在确定换热介质的流程中,通常走壳程的是.A.高压流体B.易结垢流体C.粘度大的流体 D.腐蚀性流体10 .在套管式换热器中冷热两种流体作逆流换热,如上£出1,且那么热whC ph流体的

4、出口温度丁2是.A.t iB.无法确定WC rjpWC rjpc.t2 -pt2 t1D| t2 -plt2 t1WhCph1WhCph2 .填空题每空1分,共30分1 .当流体的流动型态是层流时,流速沿断面按 分布,平均 流速是最大流速的 ；当流体的流动型态是湍流时,流速沿断面按分布,平均流速是最大流速的 作右.2 .流体流动系统中,假设 那么此种流动称为定态流动；当流体充满导管作定态流动时,在导管系统没有汲入 或泄失的情况下,应相等,此关系称为流体流动的连续性方程.对于圆形管路且是不可压缩流体,那么连续性方程也可 以写成.3 .任何局部阻力系数的增大,将使管内流量 ,下游阻力增大将使上游压

5、强,上游阻力增大,将使下游压强.4,离心泵启动前需要向泵内充满被输送流体,否那么将发生 现象；而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生 现象,离心泵通常用调流量；往复泵通常用 调流量.5,实际流化床可能有两种不同的流化形式,即 口流化床不正常操作现象有 和 要使固体粒子在流态化操作,通常要使气速高于 回低于.5 .在降尘室中除去某粒径的颗粒时,假设降尘室高度增加,那么颗粒的沉降时间,气体流速,生产水平.6 .对于板框式压滤机,过滤面积为全部滤框面积的,洗涤面积为过 滤面积的,洗涤液通过过滤终了时滤液的途径.7 .换热器操作时,假设Wh、ti不变,冷流体流量 Wc增大,那么K, t2,

6、 T2, Q.二,填空题1.抛物线；一半；指数函数；0.8左右.2,运动空间各点的状态不随时间变化；各截面的质量流量；u i/U2=(d2/di)2.3 .变小；增大；变小.4 .气缚；气蚀；阀门；旁路.5,散式流化；聚式流化；Umf； Ut.6 .增大；变小；不变.7 . 2彳§； 一半；2倍.8 .增大；变小；变小；增大.三,计算题1、某圆形管道管径为57m睇3.5mm液体以7200kg/h的流量流过,液体的密度 为980kg/m3,粘度为2xi0-3Pas.试判断流体在管道中的流动型态.解：7200/36001.04(m/s)980 0.0524Redu0.05 1.04 98

7、02 10 325480 4000由于Re>400Q该过程的流动形态为湍流2.某圆筒形流化床上部设一扩大段,为保证气体夹带出反响器的催化剂尘粒不 大于55 pm,那么流化床扩大段的直径为多少米己知催化剂密度为1300kg/m3,气体密度为1.54kg/m3,粘度为0.0137Pas,流化床床层直径为2m,操作气速为0.3m/s.解：设在Stokes区ut=d 2p(pp-p)g/18 . =(55X 10-6) 2x(1300-1.54) x 9.8/(18 X 1.37 X 10-5) =0.156(m/s)Rep= dputp/ p =55X 10-6乂0.156 x 1.54/1.

8、37 X 10-5=0.96<2计算有效D=(u/ ut)0.5d=(0.3/0.156)0.5 X 2=2.77m四.应用题1、用离心泵将常温的清水由敞口贮梢送入一填料塔顶 ,贮梢水面与塔顶喷嘴的垂直距离为20m,塔顶的压力为1mHzO(表压),管路是d 114mm<7mm的新钢管,计算长度L+2Le=60m,假设水在管路中的流速为1.5m/s,摩擦系数入=0.025,求该泵的有效功率Pe.解:gz2u22P2hfhfl led60 0.025 -0.11.5216.88(J /kg)2u2p2 ,We gz2 - hf29.8解:V2=KA2 TKA2=V2/t =402/2=

9、800(1) V, =KA ' 2r =K(2A) 2 P =4 X 2 X 800=6400V =80m3(2) V =KA2t =KAx 1=800V =28.3m3(3) r w=2VV/KA2=2 X 40 X5/800=0.5h1.52 980020 16.88 223.8(J/kg)21000Ne We ws We d2 u 223.8 314 0.12 1.5 1000 2630(W) 2.6(kW) 2.过滤 44面积为0.2m2的某过滤机在1.5kgf/cm 2的表压下恒压过滤某悬浮液,2h后得滤液40n3i.过滤介质的阻力忽略不计(1)假设其它情况不变,过滤面积增大

10、1倍,2h可得滤液多少(2)假设其它情况不变,过滤时间缩短为1h,所得滤液为多少(3)假设在1.5kgf/cm2的表压下,恒压过滤2 h后,用5m3水洗涤滤饼,那么洗涤时间为多少h?(设洗涤与过滤面积相同)3、拟设计一台冷却器,用水冷却一种密度为800kg/m3,比热为2.09kJ/kg?K的有机液体,该液体的流量为 18m3/h,进口温度105C,要求冷到35C,假设冷却水进口温度15C,流量为0.01 m3/s,试计算逆流换热所需的热面积.(设K为1000kg/m3.)600W/m2 K,水的比热为4.18kJ/kg?K,密度为解:105c15Cwh18 800与犷 4(kg/S)wc 0

11、.01 1000 10(kg/s)4 2090 (105 35) 585200(W)WhCph(T1T2)WcC pc(t1 t2)4 2.09 (105 35) 10 4.18(tx 15)585200tx 29 CK tm 600 41.9223.28(m2)tt1t2tmt?"ln t276 20M 41.9( C),76ln -204、用一单效蒸发器需将2000kg / h的NaOH水溶液由15% 质量浓度,下同浓缩至25%.二次蒸汽的压力为101.3 kPa 绝压,汽化热为2258 kJ / kg.蒸发器内溶液沸点为113C,加热蒸汽压力为392 kPa绝压,汽化热为214

12、0 kJ / kg,进料温度为20C,氢氧化钠水溶液的比热容为 3.4 kJ / kg?K,假设不计热损失及浓缩热,试计算进料情况下所需的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量.W F(1 血)2000(1 15) 800(kg/h)解：xi25D wr FCp0(L t°)r1139.6(kg/h)800 2258 2000 3.4 (113 20)2140单位蒸汽消耗量1139.6 .1.42800一.选择题每题2分,共20分1 .某管路l+le及qv已确定,且是层流流动,设计时假设将直径 d增大1倍,其它条件均不变,那么阻力损失为原来的.A.1/8B.1/4C.1/32D.1/162

13、.某并联管路中由两支路组成,且两支路中流体均为湍流流动,当U1=2U2, 211=12,贝J hf1: hf2=.A.1/2B.1/4C.1D.23 .用管子从高位水糟放水,当管径减小1倍时,那么其流量为原来的倍.设水是理想流体.A .0.5B.1/4C.1/6D.1/84 .离心泵出口阀开大,流量必然增大,出口真空表读数那么升高B.减小C.不变D.不确定5 .造成离心泵气缚的原因是A.安装高度太高C.入口管路阻力太大6 .过滤过程的推动力是A.液体两侧压差C.介质两侧压差7 .立方体的球形度为A.0.81B.0.87.B.泵内流体平均密度太小D.泵不能抽水.B.滤饼两侧压差D.介质和滤饼两侧

14、压差之和.C.0.53D.0.758.当用厚度相同但绝热性能不同的两种材料同时用于圆形管路,为了降低热损失速率时,以下说法正确的选项是.A.应将导热系数小的材料包里面B.应将导热系数大的材料包里面C. A B两种说法均对D. A B两种说法均不对9.某炉壁由多层保温材料砌成,假设过程为定态传热,那么保温层的温差越大,热A.不变B.越小C.越大D.不确定10.当流体在圆形直管中作湍流流动时,具给热系数为管径为原来的一半,那么为 2为1.A.20.8B.21.8C.21,现保持流量不变,但D.1/2二.填空题每空1分,共20分1 .某设备上,真空表的读数为80mmHg,其绝对压为 kgf/cm2=

15、Pa亥地区的大气压为720mmHg.无论湍流和滞流,在管道任意截面 流体质点的速度沿管径而变,管壁处速度为 ,管中央速度为 .滞流时,圆管截面的平均速度是最大流速的 §.2 .水及一般液体在管道中的常用流速为 m/s;低压气体在管道中的常用流速为 m/s;饱和蒸汽在管道中的常用流速为m/s;压力高的比压力低的气体在管道中的流速通常要3 .离心泵的特性曲线通常包括 曲线,曲线,曲线,泵制造厂所提供的特性曲线是用 测定的.4 .固体粒子的沉降过程分为 阶段和阶段.某颗粒的沉降服从斯托克斯定律,假设其在水中的沉降速度为 Ui,在空气中的为U2, 那么Ui U2;假设在冷空气中的沉降速度为U

16、3,在热空气中的为U4,那么U3 L4.5 .描述颗粒筛分分析结果可用两个函数来表示,即频率函数和它们之间的关系为 . 0max fdd =.6 .导热系数入的物理意义是 禁单位是.金属的入随温度的升高而 ,非金属固体的人随温度的升高而,气体入的随温度的升高7 .换热器设计时,假设Wh、T2、ti 一定,冷流体流量选择大些,那么QK, t2, S, tm,填充题1 . 0.87; 85351; 0;最大；0.5.2 . 1-3; 8-15; 20-60;大.3 . Q-He; Q-N; Q- ;水.4 .加速；衡速；大于；小于.5 .分布函数;F=/d0 fd(d); 1.6 .两传热面相距1

17、米,温差1K,单位时间内传递的热量；Wm-1K变小；增大; 增大.7 .不变；增大；变小；变小；增大.三.计算题1、某圆形管道管径为45mmx 2.5mm.液体以5400kg/h的流量流过,液体的密度为1200kg/m3,粘度为2X10-3Pa-s.试判断流体在管道中的流动型态5400/36001(m/s)解：uRedu0.04 1 12002 10 324000 40001200 0.0424由于Re>4000,该过程的流动形态为湍流2、某固体粉末水的悬浮液含固量为 20kg/m3悬浮液,颗粒密度为2000kg/m3,假设滤饼中含有40%水(Wt),那么每处理20m3悬浮液,可得滤饼、

18、滤液各多少立方米解：对悬浮液衡算V悬=V+LA对滤饼衡算V悬.=LA(1- £ )£ =(40/1000)/(40/100+60/2000)=0.57© =(20/2000)/1=0.01m 固体颗粒 /m3 悬浮液0.01X20=0.43LA滤饼 LA=0.465 m3滤液 V=20-0.465=19.535 m四.应用题1、用压缩空气将封闭贮梢中的硫酸输送到敞口高位梢.在输送结束时,两梢的液面为4 m,硫酸在管中的流速为1.4 m/s,管路的能量损失为35J/ kg,硫酸的密度为1800kg/ m3.求贮梢中应保持多大的压力以 atm (表压)表示.22解:g

19、z1 £ 旦 We gz2 掾 返 hf包 gz2 9 hf2虬 9.8 4 14- 3518002p1 135324(Pa) 1.33(atm)2、用降尘室净化温度为20oC,流量为2500m3/h的常压空气,空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3,要求净化后的空气不含直径大于 10um的尘粒,试求所需沉降面积为多少假设降尘室的低面宽2m,长5m,室内至少需设多少块隔板?(设空气20oC时粘度1.81 10-5Pas,密度1.2kg/m3).解：设在Stokes区 ut=d 2p( p p- p )g/18 =(10X 10-6) 2x (1800-1.2)9.8/(18 x 1.81 x 10-5)=5.42 x 10-3(m/s)Rep= dput pl p =10X 10-6X5.42 X 10-3x 1.2/1.81 乂 10-5=3.6 乂 10-3<2计算有效 _ 2A=V s/ Ut=2500/3600X 0.00542=128.6mN=128.6/2X5-1 = 11.912块3、在一列管式热交器中,某冷盐溶液与热盐溶液逆流换热.热流体走管内,流速为1.5m/s.列管直径25mmX2.5mm,总管长为100m.两种流体的密度均为1200kg/m3,比热均为3kJ/kg.热流体从90c冷却到60°C,冷流体从20c加热到40