道化工原理期末复习大题目

1、1. 一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55和115。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75和95。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。2.在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08 W/(m·)，已知蒸汽管外壁150，要求绝热层外壁温度在50以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。3.用离心泵在转速为1350rpm时的扬程流量关系可用×10-3V2表示，式中He为扬程，m; V为流量，m3/h.现欲用此泵输水。已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.

2、0m,管长50m(包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm,摩擦系数为0.02.要求水流量15 m3/h.试问：若采用单泵、两泵并联和两泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。4.某离心泵输水流程如附图示。泵的特性曲线方程为：He=42-7.8´104V2 (He-m , V-m3/s)。图示的p为1kgf/cm2(表)。流量为12 L/s时管内水流已进入阻力平方区。若用此泵改输r=1200kg/m3的碱液, 阀开启度、管路、液位差及P值不变，求碱液流量和离心泵的有效功率。5用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20 J/kg，流量为36 m3

3、/h，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000 kg/m3） 解：P=1kgf/cm2=9.807´104Pa V=12L/s=0.012m3/s 管路： He=H0+KV2=10+(9.807´104)/(9.807´1000)+KV2=20+K´0.0122 He=42-7.8´104´0.0122=30.77 m He=HeK=7.48´104 改输碱液阀门开度、管路不变 K=7.48´104 不变 管路: He=Dz+p/(rg)+KV2=10+9.81´10

4、4/(9.81´1200)+7.48´104V2 =18.33+7.48´104V2 泵: He=42-7.8´104V2 He=He ，解得：V=0.0124m3/s He=42-7.8´104V2=42-7.8´104´0.01242=30.0 m Ne= HegVr=30.0´9.81´0.0124´1200=4.38´103W6用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为 76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处

5、真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按hf1=2u2 与hf2=10u2 计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3） 7.在图示装置中，水管直径为57×3.5 mm。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压, 而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH2O，求水的流量为若干m3/h？ 8. 有一内径为25 mm的水管，如管中水的流速为1.0 m/

6、s，求： （1）管中水的流动类型； （2）管中水保持层流状态的最大流速 （水的密度=1000 kg/m3, 粘度= 1 cp）9某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m·)，0.16 W/(m·)和0.92 W/(m·)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000，外壁温度为55，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。10. 38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m·)；第二层

7、是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m·)。若管内壁温度为180，石棉层外表面温度为35，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？11一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：（1）精馏段操作线方程；（2）提馏段操作线方程。12.要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和 0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol/h。求塔顶馏出液的量及自塔釜升入塔底的蒸气的流量。13.一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 y = 0.8 x + 0.172 提馏段 y = 1.3 x 0.018 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比14. 热空气在冷却管外流过,2=90W/(m2·K)。冷却水在管内流过1=1000W/(m2· K),冷却管外径 d2=16mm,壁厚1.5mm,=40W/(m2· K)。试求: (1)传热系数K; (2)管外对流传热系数1增加一倍，总传热系数有何变化。15.