化工原理习题答案
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《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上,同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为()。
A. Q增大,η增大B. Q增大,η先增大后减小C. Q增大,η减小D. Q增大,η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导,两层壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1>△t2,则λ1和λ2的关系为()。
A. λ1<λ2,B. λ1>λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内,摩擦系数λ()。
A. 为常数,与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关,是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置,所得热裂物的温度300℃。
今欲设计一换热器,欲将石油从25℃预热到180℃,热裂物经换热后终温不低于200℃,试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。
2.如图所示,水由常压高位槽流入精馏塔中。
进料处塔中的压力为0.1大气压(表压),送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。
管路中装有180°回弯头一个(le/d =75),90°标准弯头一个(le/d =35)。
塔的进料量要维持在3.6m3/h,试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米?参考数据:水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压,形成大量气泡,气泡进入到离心泵的高压区破裂,液滴填充真空区击打器壁,形成汽蚀现象。
2、真空度真空度= 大气压力-绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动,质点无径向脉动,质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解:求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解: 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解:由绝对压强 = 大气压强–真空度得到:设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品,油面高于罐底 6.9 m,油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉?分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解:P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m,U管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820Kg/㎥。
试求当压差计读数R=68mm时,相界面与油层的吹气管出口距离h。
分析:解此题应选取的合适的截面如图所示:忽略空气产生的压强,本题中1-1´和4-4´为等压面,2-2´和3-3´为等压面,且1-1´和2-2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解:设插入油层气管的管口距油面高Δh在1-1´与2-2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4,P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh , P4 = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)h= 0.418m6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数,计算管路中气体的表压强p。
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是(A )。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力,即为被测流体的(B )。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为(B )。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强(B )。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为(B )kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1(表压)=1200mmHg和p2(真空度)=700mmHg,当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为(D )mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压,水深20m处的绝对压强为(B )。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时,离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,(塔外大气压强为100kpa)。
那么塔顶处水的压强(A)。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中,处于同一水平面上各点的压强(A )A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据(C ).A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差(P指-P)的值(B )。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量(A )。
A.仅随位置变,不随时间变B.仅随时间变,不随位置变C.既不随时间变,也不随位置变D.既随时间变,也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中,单位时间通过任一截面的(B )流量都相等。
第一章 流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×10 3Pa ,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×10 4Pa 。
解:略2.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为 960 kg/m 3的油品,油面高于罐底 9.6m ,油面 上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760mm 的圆孔,其中心距罐底 800mm ,孔盖用 14 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为 39.23×106Pa ,问至少需要几个螺钉?解:设通过孔盖中心的水平面上液体的静压为 p ,则p 便 是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。
根据流体静力学基本方程,知:p=p a +ρgh作用在孔盖外侧的是大气压强 p a ,故孔盖内外两侧所受 压强差为:Δp=p p a = p a +ρgh p a =ρgh∴Δp=960×9.81(9.60.8)=8.29×10 4Pa作用在孔盖上的净压力为:P=Δp ×πd 2 /4=8.29×10 4 ×π0.76 2 /4=3.76×10 4N每个螺钉能承受的力为:400×9.807×10 4 ×π/4×0.014 2 =6.04×10 3N螺钉的个数=3.76×10 4 /6.04×10 3=6.23 个≈7 个 即至少要 7个螺钉。
3.某流化床反应器上装有两个 U 管压差计, 如本题附图所示。
测得 R 1=400mm,R 2=50mm, 指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的 U 管与大气连通的玻璃管内灌入一 段水,其高度 R 3=50mm 。
试求 A 、B 两处的表压强。
解:U 管压差计连接管中是气体。
以ρg 、ρH2O 及 ρHg 分别表示气体、水与水银的密度。
化工原理课后习题答案1. 请计算下列物质的摩尔质量,(1) H2O (2) CO2 (3) NaCl。
(1) H2O的摩尔质量 = 21 + 16 = 18 g/mol。
(2) CO2的摩尔质量 = 12 + 216 = 44 g/mol。
(3) NaCl的摩尔质量 = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol。
2. 一种化合物的分子式为C6H12O6,其摩尔质量为180 g/mol,请问这种化合物的分子量是多少?这种化合物的分子量就是其摩尔质量,即180 g/mol。
3. 在一次化学反应中,反应物A和B按化学方程式2A + 3B → C + D 反应,如果A的摩尔质量为20 g/mol,B的摩尔质量为30 g/mol,C的摩尔质量为40 g/mol,D的摩尔质量为50 g/mol。
请问,如果A和B分别以40 g和90 g的质量参与反应,求反应后C和D的质量各是多少?根据化学方程式2A + 3B → C + D,A和B的物质的摩尔比为2:3,因此A和B的摩尔数分别为40 g / 20 g/mol = 2 mol和90 g / 30 g/mol = 3 mol。
根据摩尔数的比例,C和D的摩尔数分别为21 = 2 mol和31 = 3 mol,所以C和D的质量分别为240 g/mol = 80 g和350 g/mol = 150 g。
4. 请问在下列反应中,哪些是氧化还原反应?(1) 2Mg + O2 → 2MgO。
(2) 2Na + Cl2 → 2NaCl。
(3) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
(4) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag。
(3) 和(4)是氧化还原反应。
在(3)中,Zn被HCl氧化生成ZnCl2,同时HCl被还原生成H2。
在(4)中,Cu被AgNO3氧化生成Cu(NO3)2,同时AgNO3被还原生成Ag。
5. 请问下列哪些是双原子分子?H2、Cl2、O2、N2、HCl、CO2。
化工原理习题答案问题一:质量守恒及干燥问题问题描述:一种含有30%水分的湿煤经过加热后,其水分含量降低到15%。
问:为了使1000kg湿煤的水分含量降到15%,需要排除多少千克水分?解答:根据质量守恒原则,该问题可以通过计算质量的变化来求解。
设湿煤的初始质量为m1,水分含量为w1,加热后的质量为m2,水分含量为w2。
根据题意可得到以下关系:m1 = m2 + m水分 w1 = (m水分 / m1) × 100% w2 = (m水分 / m2) × 100%根据题意可得到以下关系: w2 = 15% = 0.15 w1 = 30% = 0.30将以上关系代入计算,可得到: 0.15 = (m水分 / m2) × 100% 0.30 = (m水分 / m1) × 100%解得:m水分 = 0.15 × m2 = 0.30 × m1代入具体数值进行计算: m水分 = 0.15 × 1000kg = 150kg因此,需要排除150千克水分。
问题二:能量守恒问题问题描述:一个装有100升水的水箱,水温为20°C。
向该水箱中加热10000千卡的热量,水温升高到40°C。
问:热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了多少度?解答:根据能量守恒原理,可以通过计算热量的变化来求解。
热量的变化可表示为:Q = mcΔT其中,Q为热量的变化量,m为物体的质量,c为物体的比热容,ΔT为温度的变化。
根据题意可得到以下关系: Q = 10000千卡 = 10000 × 1000卡 m = 100升 = 100升 × 1千克/升 = 100 × 1千克 c = 1千卡/升·°C 代入公式计算温度的变化ΔT:10000 × 1000 = (100 × 1) × (ΔT) ΔT = (10000 × 1000) / (100 × 1) = 1000000 / 100 = 10000°C 因此,热容量为1千卡/升·°C的水箱的温度升高了10000度。
1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B中的气体真空度为1.2×I04 Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力解:标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力P A= 101.325 +60=161.325 kPa容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解:进口绝对压力出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa[1-8] 如图所示,容器内贮有密度为1250kg/m的液体,液面高度为3.2m。
容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m及1m ,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。
试求: (1)压差计读数(指示液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解:容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压)液体密度,指示液密度(1)压差计读数R=?在等压面上(2)[1-16]在图所示的水平管路中,水的流量为2.5L/s。
已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ,液柱高度h=lm 。
若忽略压头损失,试计算收缩截面2处的静压头。
解:水的体积流量截面1处的流速截面2 处的流速在截面l 与2 之间列伯努利方程,忽略能量损失。
截面2 处的静压头水柱负值表示该处表压为负值,处于真空状态。
[1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。
泵的吸入管为¢32mmX 2.5mm ,管的下端位于水面以下2m ,并装有底阀与拦污网,该处的局部压头损失为。
若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。
第三章机械分离一、名词解释每题2分1.非均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度s非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径6.过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题每题2分1、自由沉降的意思是_______;A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______;A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任一时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重力重力减去浮力与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______;A滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,则过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻力不计,滤饼不可压缩,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___; A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍倍D增大至原来的倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______;A箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机C6、过滤推动力一般是指______;A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C滤饼两面的压差D液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能自动地进行相应的不同操作:______; A转鼓本身B随转鼓转动的转动盘C与转动盘紧密接触的固定盘D分配头D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径,它的表达式为______;A d p=6V/A此处V为非球形颗粒的体积,A为非球形颗粒的表面积B d p=6V/1/3C d p=4V/1/2D d p=kV/1/3k为系数与非球形颗粒的形状有关B9、在讨论旋风分离器分离性能时,分割直径这一术语是指_________;A旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径B旋风分离器允许的最小直径C旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径D能保持滞流流型时的最大颗粒直径C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度__________;A只与d p,p,,u T,r,μ有关B只与d p,p,u T,r有关C只与d p,p,u T,r,g有关D只与d p,p,u T,r,k有关题中u T气体的圆周速度,r旋转半径,k分离因数A11、降尘室没有以下优点______________;A分离效率高B阻力小C结构简单D易于操作A12、降尘室的生产能力__________;A只与沉降面积A和颗粒沉降速度u T有关B与A,u T及降尘室高度H有关C只与沉降面积A有关D只与u T和H有关A13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计,其生产能力为5m3/h滤液;现将转速度降低一半,其他条件不变,则其生产能力应为____________;A5m3/hB2.5m3/hC10m3/hD3.54m3/h D14、要除去气体中含有的5μ~50μ的粒子;除尘效率小于75%,宜选用;A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B15、等压过滤的滤液累积量q与过滤时间τ的关系为______________;B16、过滤基本方程是基于____________推导出来的;A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D17、一般而言,旋风分离器长、径比大及出入口截面小时,其效率,阻力;A高B低C大D小A18、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,过滤时间增加一倍时,其过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍C19、在长为L m,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是:____;A L/u<H/u LB L/u T<H/uC L/u T≥H/uD L/u≥H/u TD20、粒子沉降受到的流体阻力________;A恒与沉降速度的平方成正比B与颗粒的表面积成正比C与颗粒的直径成正比D在滞流区与沉降速度的一次方成正比D21、板框压滤机中,最终的滤液流率是洗涤液流率的_______;Δp E=Δp w,μ=μwA一倍B一半C四倍D四分之一C22、球形度形状系数恒小于或等于1,此值越小,颗粒的形状离球形越远,球形度的定义式可写为______;A=V p/V,V为非球形粒子的体积,V p为球形粒子的体积B=A p/A,A为非球形粒子的表面积,A p为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积C=a p/a,a为非球形粒子的比表面积,a p为球形粒子的比表面积D=6a p/d B23、“在一般过滤操作中,实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”,“滤渣就是滤饼”则_______;A这两种说法都对B两种说法都不对C只有第一种说法正确D只有第二种说法正确A24、旋风分离器的总的分离效率是指__________;A颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率B颗粒群中最小粒子的分离效率C不同粒级直径范围粒子分离效率之和D全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率D25、降尘室的生产能力由________决定;A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C26、在板框过滤机中,如滤饼不可压缩,介质阻力不计,黏度增加一倍时,对同一q值,过滤速率为原来的_____________;A2倍B1/2倍C1/2倍D4倍B27、回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为;AlB1/2 C1/4D1/3 A28、以下说法是正确的;A过滤速率与S过滤面积成正比B过滤速率与S2成正比C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B29、板框压滤机中;A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B30、助滤剂应具有以下性质;A颗粒均匀、柔软、可压缩B颗粒均匀、坚硬、不可压缩C粒度分布广、坚硬、不可压缩D颗粒均匀、可压缩、易变形B三、填空题每题2分1、一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将; 下降2、降尘室的生产能力与降尘室的和有关;长度宽度3、降尘室的生产能力与降尘室的无关;高度4、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间;增加一倍5、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,气流速度;减少一倍6、在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,生产能力;不变7、在滞流层流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;28、在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比;1/29、在过滤的大部分时间中,起到了主要过滤介质的作用;滤饼10、过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V l增多至V2=2V l时,则操作压差由ΔP l增大至ΔP2=;2ΔP l11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数K=;12、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,q e为V e/S,V e为过滤介质的当量滤液体积滤液体积为V e时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力,在恒压过滤时,测得Δ/Δq=3740q+200则过滤常数q e=;13、最常见的间歇式过滤机有和;板框过滤机叶滤机14、在一套板框过滤机中,板有种构造,框种构造;2115、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,则在每一框中,滤液穿过厚度为;框的厚度16、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过厚度为;框厚度之半17、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间,设框已充满,在洗涤时,洗涤液穿过的滤布面积等于;框的内面积18、旋风分离器性能的好坏,主要以来衡量;临界粒径的大小19、离心分离设备的分离因数定义式为Kc=;u T2/gR或u r/u t20、当介质阻力不计时,回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比;1/221、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处V为;一个操作循环中得到的滤液体积22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/,此处表示一个操作循环所需的;总时间23、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长,生产能力越大”的看法是否正确不正确的24、一个过滤操作周期中,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是否正确不正确的25、一个过滤操作周期中,过滤时间有一个值;最适宜26、一个过滤操作周期中,最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力;最大27、对不可压缩性滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方,对可压缩滤饼dV/d 正比于ΔP 的次方;11-s28、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的;二分之一29、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩,则过滤速率增大为原来的倍;4430、转鼓沉浸度是与的比值1转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31、按ψ=A p/A 定义的球形度此处下标p 代表球形粒子,最大值为___;越小则颗粒形状与球形相差越___;1大32、将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中,最常见的有和;将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中,最常见的为;离心过滤离心沉降离心机33、在Stokes 区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_____次方成正比;在牛顿区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的______次方成正比;21/234、一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是;过滤时间有一个值,此时过滤机生产能力为______;不正确的不正确的最适宜最大35、含尘气体通过长为4m,宽为3m,高为1m 的除尘室,已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,则该除尘室的生产能力为s m 3;0.36m 3/s四、问答题每题3分1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些过滤介质阻力可忽略当过滤介质阻力可忽略时2Q KA n ϕ=2/K p r φμ=∆可见,影响因素有:转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性;2、有一旋风分离器,在正常的速度和阻力的范围内操作,但除尘效率不够满意,现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器,有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用,问这种措施能否提高除尘效率为什么不行;因为速度降低,离心惯性力减小,使除尘效率下降;3、恒压过滤时,如加大操作压力或提高滤浆温度,过滤速率会发生什么变化为什么由d q /d t =Δp /rΦμq +q e 知,加大操作压力,过滤速率变大;提高滤浆温度,使滤液黏度降低,过滤速率增大;4、临界直径dc 及分割直径d 50,可以表示旋风分离器的分离性能,回答d c 与d 50的含义是什么d c 旋风分离器的分离分离颗粒最小直径;d 50分离效率50%时颗粒直径5、由过滤基本方程d q /d t =Δp /rΦμq +q e 分析影响过滤速率的因素影响过滤速率的因素有:①物性参数,包括悬浮液的性质φ、μ及滤饼特性r ;②操作参数Δp ;③设备参数q e6、试说明滤饼比阻的意义比阻r 表示滤饼对过滤速率的影响,其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度;五、计算题每题10分1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为与15min 时的滤液量分别为0.15m 3及0.20m 3,试计算过滤常数K ;解:过滤面积A =8×2××=1.0 m 22分已知:τ1==0.15 m 3τ2=15min V 2=0.20 m 3∵V 2+2VVe =KA 2τ4分可得+2×=K×12×1+2×=K×12×1521、2式联立,解得K =0.0030 m 2/min=×10-5 m 2/s4分2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液,过滤面积10m 2,操作压差×105Pa;每一循环过滤15min 得滤液2.91m 3;过滤介质阻力不计;(1) 该机生产能力为4.8m 3/h 滤液,求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K ;(2) 若压差降至×104Pa,过滤时间及过滤量不变,其他条件不变,需多大过滤面积设滤饼不可压缩;3如改用回转真空过滤机,转一圈得滤液0.2m 3,转速为多少才可以维持生产能力不变解:1∵V 2=KA 2τ即=K ×102×15∴K =×10-3 m 2/min又Q =V /∑τ即60=15+τw +τD∴τw +τD =4分2V 2=KA 2τA 2=V 2/Kτ4分3Q =60=×nn-r/min ∴n =min2分3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液;滤叶每侧过滤面积为2m 2,共10只滤叶;测得:过滤10min 得滤液1.31m 3;再过滤10min 共得滤液1.905m 3;已知滤饼与滤液体积比n =;试问:1过滤至滤饼厚为21mm 即停止,过滤时间是多少2若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计解:1∵V 2+2VVe =KA 2t由题意得+2×=KA 2×10a+2×=KA 2×20ba 、b 联立,解得KA 2=0.2076 m 6/min,Ve=0.1374 m 33分又A =10×2×=13.12m 2过滤终了时,共得滤液量V E =×=2.755 m 3由+2××=,∴t E =3分2生产能力=nV E /t E +t w +t 辅=×+45=×10-3 m 3/min=0.194 m 3/h 滤饼4分4、在3×105Pa 的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验,测得过滤常数K=5×10-5m 2/s 、q e =0.01m 3/m 2,又测得滤饼体积与滤液体积之比v=;现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆,过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同;试求:1过滤至框内全部充满滤渣所需的时间;2过滤完毕,以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤,求洗涤时间;3若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min,求每台过滤机的生产能力以每小时平均可得多少m 3滤饼计;解:1所需过滤时间A=×2×38=49.86m 2V c =××38=0.6233m 2()()2251120.156320.15630.01551510e q qq s K θ-=+=+⨯⨯=⨯4分 2洗涤时间30.10.156349.86/1.87410416s -=⨯⨯⨯=4分3生产能力30.62333600 1.2025514181560c Q m ⨯==++⨯滤饼/h2分 5、用板框过滤机过滤某悬浮液,一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m 3滤饼不可压缩,介质阻力可略;若在一个周期内共用去辅助时间30分钟,求:(1) 该机的生产能力2若操作表压加倍,其它条件不变物性,过滤面积,过滤时间与辅助时间,该机生产能力提高了多少 解:滤饼不洗涤(1) 4分(2) 6分6、对某悬浮液进行恒压过滤;已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=510-3m2/s;若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为多少2:2e q q K θ+=解由q 3分223225103000.750.625220.75e e q q K K q q θθ-=--⨯⨯-∴===⨯得q q 3分 2232 1.520.62515825510825300525e q q K sθθ-++⨯⨯===⨯=-=q 4分 7、一小型板框压滤机有框10块,长宽各为0.2m,在2at 表压下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计,求:1过虑常数K,洗涤速率;2若表压增加一倍,其他条件不变,此时生产能力为若干解:15分A=××10×2=0.8m 225分故生产能力为1+1=0.08m 3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m 2,在恒压下过滤某悬浮液,4hr 后得滤液80 m 3,过滤介质阻力可略去不计;试求:①若其它情况不变,但过滤面积加倍,可得多少滤液②若其它情况不变,但操作时间缩短为2hr,可得多少滤液③若在原表压下过滤4hr 后,再用5m 3水洗涤滤饼,需多长洗涤时间设滤液与水性质相近; 解:13分23分34分9、一小型板框过滤机,过滤面积为0.1m 2,恒压过滤某一种悬浮液;得出下列过滤议程式:q+102=250θ+0.4式中q 以l/m 2,θ以分钟计;试求:1经过249.6分钟获得滤液量为多少2当操作压力加大1倍,设滤饼不可压缩同样用249.6分钟将得到多少滤液量;解:1)4.0(250)10(2+=+θq当6.249=θ分时q=240L/M 2V=240×0;1=24L 5分2,P='K2P='K2343=⨯=5分5.LV3.341.0。
·流体流动部分1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油如附图所示;油面最高时离罐底9.5 m;油面上方与大气相通..在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔;其中心距罐底1000 mm;孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固..若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa;问至少需要几个螺钉大气压力为101.3×103 Pa解:由流体静力学方程;距罐底1000 mm 处的流体压力为作用在孔盖上的总力为每个螺钉所受力为因此2.如本题附图所示;流化床反应器上装有两个U 管压差计..读数分别为R 1=500 mm;R 2=80mm;指示液为水银..为防止水银蒸气向空间扩散;于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水;其高度R 3=100mm..试求A 、B 两点的表压力..解:1A 点的压力2B 点的压力3、如本题附图所示;水在管道内流动..为测量流体压力;在管道某截面处连接U 管压差计;指示液为水银;读数R=100毫米;h=800mm..为防止水银扩散至空气中;在水银液面上方充入少量水;其高度可忽略不计..已知当地大气压为101.3KPa 试求管路中心处流体的压力..解:设管路中心处流体的压力为pP A =P AP + ρ水gh + ρ汞gR = P 0P=p 0- ρ水gh - ρ汞gR=101.3×103-1000×9.8x0.8- 13600×9.8×0.1P=80.132kpa4、如本题附图所示;高位槽内的水位高于地面7 m;水从φ108mm ×4 mm 的管道中流出;管路出口高于地面1.5 m..已知水流经系统的能量损失可按∑h f =5.5u 2计算;其中u 为水在管内的平均流速m/s..设流动为稳态;试计算1A -A '截面处水的平均流速;2水的流量m 3/h..解:1A - A '截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程;得习题2附图习题1附图22121b12b2f 1122p p gz u gz u h ρρ++=+++∑ 1式中 z 1=7 m;u b1~0;p 1=0表压z 2=1.5 m;p 2=0表压;u b2 =5.5 u 2代入式1得2水的流量以m 3/h 计5、如本题附图所示;用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离..已知储罐内液面维持恒定;其上方压力为1.0133⨯105 Pa..流体密度为800 kg/m 3..精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa;进料口高于储罐内的液面8 m;输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm;进料量为20 m 3/h..料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg;求泵的有效功率..解:在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式;得6、 某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动..若管长及液体物性不变;将管径减至原来的1/2;问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍解:流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时f p ∆=f h ρ∑或 f h ∑=f p ∆/ρ=λ2b 2u L d ρ ∑∑f1f2h h=2b1b22112))()(u u d d λλ 式中 21d d =2 ;b2b1u u =21d d 2 =4 因此 ∑∑f1f2h h=221()(2)(4)λλ=3212λλ 又由于 25.0Re316.0=λ 12λλ=25021.)Re Re =0.251b12b2)d u d u =2×25041.)=0.50.25=0.841 故 ∑∑f1f2h h=32×0.84=26.97、用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽见本题附图..反应器液面上方保持25.9×103 Pa 的真空度;高位槽液面上方为大气压..管道为φ 76 mm ×4 mm 的钢管;总长为35 m;管线上有两个全开的闸阀、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的距离为17 m..若泵的效率为0.7;求泵的轴功率..已知溶液的密度为1073 kg/m 3;黏度为6.3⨯10-4 Pa ⋅s..管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm..解:在反应器液面1-1;与管路出口内侧截面2-2;间列机械能衡算方程;以截面1-1;为基准水平面;得22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ+++=+++∑ 1 式中 z 1=0;z 2=17 m;u b1≈0p 1=-25.9×103 Pa 表;p 2=0 表将以上数据代入式1;并整理得=9.81×17+24312.+1073109.253⨯+f h ∑=192.0+fh ∑ 其中 f h ∑=λ+e L L d +∑+∑ζ2b22u =Re b du ρμ=30.068 1.4310730.6310-⨯⨯⨯=1.656×105 根据Re 与e /d 值;查得λ=0.03;并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为闸阀全开: 0.43×2 m =0.86 m标准弯头: 2.2×5 m =11 m故 f h ∑=0.03×350.86110.068+++0.5+4kg J 243.12=25.74J/kg 于是 ()kg J 217.7kg J 74.250.192e =+=W泵的轴功率为s N =e W η/w =W 7.036001027.2174⨯⨯⨯=1.73kW 8、如本题附图所示;贮槽内水位维持不变..槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连;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的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;测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m..1当闸阀关闭时;测得R =600 mm 、h =1500 mm ;当闸阀部分开启时;测得R =400 mm 、h =1400 mm..摩擦系数λ可取为0.025;管路入口处的局部阻力系数取为0.5..问每小时从管中流出多少水m 32当闸阀全开时;U 管压差计测压处的压力为多少Pa 表压..闸阀全开时L e /d ≈15;摩擦系 习题7附图 习题8附图数仍可取0.025..解:1闸阀部分开启时水的流量在贮槽水面1-1;与测压点处截面2-2;间列机械能衡算方程;并通过截面2-2;的中心作基准水平面;得22b1b21212f 1222u u p p gz gz h ρρ++=+++∑,- a 式中 p 1=0表u b2=0;z 2=0z 1可通过闸阀全关时的数据求取..当闸阀全关时;水静止不动;根据流体静力学基本方程知2H O 1Hg ()g z h gR ρρ+= b 式中 h =1.5 m; R =0.6 m将已知数据代入式b 得将以上各值代入式a;即9.81×6.66=2b 2u +100039630+2.13 u b 2 解得 s m 13.3b =u水的流量为 ()s m 43.1m 13.31.0785.036004π3600332b 2s =⨯⨯⨯==u d V 2闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1;与管路出口内侧截面3-3;间列机械能衡算方程;并通过管中心线作基准平面;得22b1b33113f 1322u u p p gz gz h ρρ++=+++∑,- c 式中 z 1=6.66 m;z 3=0;u b1=0;p 1=p 32e b f,13c ()2L L u h d λζ-+∑∑=+=22b b 350.025(15)0.5 4.810.12u u ⎡⎤++=⎢⎥⎣⎦ 将以上数据代入式c;即9.81×6.66=2b 2u +4.81 u b 2 解得 s m 13.3b =u再在截面1-1;与2-2;间列机械能衡算方程;基平面同前;得22b1b21212f 1222u u p p gz gz h ρρ++=+++∑,- d 式中 z 1=6.66 m;z 2=0;u b1≈0;u b2=3.51 m/s;p 1=0表压力将以上数值代入上式;则解得 p 2=3.30×104 Pa 表压·蒸馏部分1、在一连续精馏塔中分离苯的含量为0..5苯的摩尔分数;下同的苯-甲苯混合液;其流量为100kmol/h..已知馏出液组成为0..95;釜液组成为0.05;试求1馏出液流量及苯的回收率2保持馏出液组成0.95不变;馏出液最大可能流量..2、在连续精馏塔中分离A 、B 两组分溶液..原料液的处理量为100 kmol/h;其组成为0.45易挥发组分A 的摩尔分数;下同;饱和液体进料;要求馏出液中易挥发组分的回收率为96%;釜液的组成为0.033..试求1馏出液的流量和组成;2若操作回流比为2.65;写出精馏段的操作线方程;3提馏段的液相负荷..解:1馏出液的流量和组成由全塔物料衡算;可得 kmol/h=54.55 kmol/h kmol/h=45.45 kmol/h 2精馏段操作线方程3提馏段的液相负荷3、在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液..原料液流量为50 kmol/h;要求馏出液中易挥发组分的收率为94%..已知精馏段操作线方程为y = 0.75x +0.238;q 线方程为y = 2-3x ..试求1操作回流比及馏出液组成;2进料热状况参数及原料的总组成;3两操作线交点的坐标值x q 及y q ;4提馏段操作线方程..解:1操作回流比及馏出液组成 由题给条件;得75.01=+R R 及238.01D =+R x 解得 R = 3;x D = 0.9522进料热状况参数及原料液组成 由于及21F =-qx 解得 q = 0.75气液混合进料;x F = 0.53两操作线交点的坐标值x q 及y q 联立操作线及q 线两方程;即解得 x q = 0.4699及y q = 0.59034提馏段操作线方程 其一般表达式为式中有关参数计算如下:kmol/h 68.24kmol/h 952.05.05094.0D F F n,A D n,=⨯⨯==x x q q η kmol/h = 25.32 kmol/hkmol/h =111.54 kmol/hkmol/h = 86.22 kmol/h则 4、 5、n,W 1.80.033q =()n,D n,F n,W 10054.55q q q =-=-31q q =--()n,W n,F n,D 5024.68q q q =-=-()n,L n,D n,F 324.680.7550q Rq qq '=+=⨯+⨯()n,V n,L n,W 111.5425.32q q q ''=-=-111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22y x x ''=-⨯=-6、。
100kg/m 3°0.05 x Xecu 1000 0 05 . 18(1)甲醇的饱和蒸气压p o A24 25浓缩液量为 100/0.5 200kg200kg 浓缩液中,水的含量为 200 X0.48=96kg ,故水的蒸发量为 800-96=704kg浓缩液中 NaCl 的含量为 200X0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg1574.99几 16.9kPa25 238.86【0-1】1m 3水中溶解0.05kmolCO 2, 试求溶液中C02的摩尔分数,水的密度为解水 1000 kg/ m 3葺 kmol/ m318【0-2】在压力为 101325 Pa 、温度为25 C 条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。
试求:(1)甲醇的饱和蒸气压 质量浓度P A ; (2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数y A 、质量分数A、浓度A表示。
摩尔分数 y A 质量分数 浓度C AP A RT 质量浓度 【0-3 】1000kg 1690.167 101.325 0.167 32 0.1810.167 32 (1 0.167) 2916.9 3 3 6.82 10 kmol/ m 8.314 298 3 3C A M A = 6.82 10 32 0.218 kg / m的电解液中含 NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数 10%、H 2O 的质量 分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中 含 NaOH 50%、NaCI 2%、 H 2O 48%,均为质量分数。
试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩解电[解液 1000kg浓缩液中NaOH 1000 xc.l=100kg NaOH =0.5 (质量分数) NaOH 1000X0.l=100kg NaCl =0.02 (质量分数) HaO1000X 0.8=800kgH 2O=0.48 (质量分数)NaOH 量保持一定。
100kg在全过程中,溶液中NaOHt 保持一定,为C02的摩尔分数8.99 10lg p o A 7.19736 液量。
在全过程中,溶液中的第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B 中的气体真空度为 1.2 104Pa 。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解标准大气压力为101.325kPa容器 A 的绝对压力 P A 101.325+60 161.325 kPa 容器B 的绝对压力p B 101.325 12 89.325 kPa【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ,当地大气压力为101.3kPa 。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
进、出口的压力差将摩尔分数换算为质量分数879 0.4 867 0.6871.8 kg / m 36000m 3混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为684 70320 C,苯与甲苯按 4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。
正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得 0.4 1000.4 100 1 0.369 20 C 下正庚烷的密度0.6 1140^90.631!684kg/m 1 * 3,正辛烷的密度为2703 kg /m 3混合液的密度【1-4】温度 解 20 C 时,苯的密度为879 kg / m 3,甲苯的密度为3867 kg / mH 2 N 2 COCO 2CH 4解进口绝对压力p 进 101.3 12 89.3 kPa出口绝对压力p 出 101.3 157 258.3 kPap 157 ( 12) 157 12 169kPa 或 p 258. 3 89. 3 169 kPa流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在 20 C 下的密度。
解正庚烷的摩尔质量为100kg/ kmol ,正辛烷的摩尔质量为 114kg / kmol 。
混合液密度 【1-5】有一气柜,满装时可装0.4 0.2 0.32 0.07 0.01操作压力的表压为 5.5kPa,温度为40 C。
试求:⑴混合气体在操作条件下的密度; 混合气体的量为多少kmol。
解T 273 40 313K,p 101. 3 5. 5 106. 8 kPa(绝对压力)混合气体的摩尔质量2 0.4 28 0.2 28 0.32 44 0.07 16 0.01 (1)混合气体在操作条件下的密度为(3)管子上端空间的真空度p真p真=-p表=-19620 19620 Pa⑷槽内为四氯化碳,管中液柱高度h'水hh' ——CCl4 18.6 kg / kmolpM m RT 106.8 18.68.314 3130.763 kg / m3⑵混合气体V 6000m3,摩尔体积为M m 竺m3/kmol0.763混合气体的量为nM m 6000 0.763246 kmol 流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa。
试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解管中水柱高出槽液面2m,h=2m水柱。
(4)若将水换成四氯化碳,管中四(1)管子上端空间的绝对压力p绝在水平面1 1'处的压力平衡,有p绝gh 大气压力p绝101200 1000 9.81 2 81580 Pa(绝对压力)⑵管子上端空间的表压p表p绝-大气压力=81580 101200 19620 Pa常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为1594 kg / m3习题1-6附图解 水的密度水=998kg/m 333p 101 10 0.12 13550 0.05 998 9.81 117.4 10 Pa皆为水。
若指示液读数为 R 150mm ,试求A 、B 两点的压力差。
解 等压面1 1',p p ;5P A H 水 gp'1 P B 0.5 H R 水g R 汞g由以上三式,得h'1000 2 1594【1-7】在20 C 条件下,在试管内先装入1.25 m12cm 高的水银, 再在其上面装入 5cm 高的水。
水银的密度为 13550kg / m 3,当地大气压力为101kPa 。
试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为 1250kg / m 3的液体,液面高度为3.2m 。
容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为压)为29.4kPa 。
试求:(1)压差计读数(指示液密度为 表的读数。
解容器上部空间的压力p 29. 4kPa (表压)3液体密度 1250kg/m ,指示液密度。
1400kg /(1)压差计读数 R=?P P 3.2 1 h R g p'1 p 3.2 2 1 h g R 0g p 2.2 hR g P 2.2 h g R °gRgP Ap 3.2 129.4 103 2.2 1250 9.81 56.4 103 PaP B3.2 2 g29.4 103 1.2 1250 9.81 44.1 103Pa【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置,其U 形压差计的指示液为水银,其他管中2m 及1m ,容器上部空间的压力(表在等压面11' 上 口P ;因g 0 °,故R 0习题1-9附图P A P B R 汞g °.5 R 水g已知R 0.15m,汞13600kg / m3,P A P B0.15 13600 9.81 0.5 0.15 1000 9.8113.64 1 03Pa 13.64 kPa【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动,为测量A、B两截面间的压力差,安装了两个串联的U形管压差计,指示液为汞。
测压用的连接管中充满水。
两管的连接管中,充满空气。
若测压前两U形压差计的水银液面为同一高度,试推导两点的压力差p 与液柱压力汁的读数 R 、R 2之间的关系式。
解 设测压前两 U 形压差计的水银液面,距输水管中心 线的距离为H 。
在等压面2 2'处R 1R 1 R 2P 2 P A H —水 g R 1 汞 g2气g因P 2 P 2,由上两式求得水气P A P B (R 只2)汞2g因气 水【1-11】力了排除煤气管中的少量积水,用如习题1-11附图所示水封设备,使水由煤气管路上的垂直管排出。
已 知煤气压力为 10kPa (表压),试计算水封管插入液面下的 深度h 最小应为若干米。
P g10 1031.02m1000 9 81流量与流速【1-12】有密度为1800 kg / m 3的液体,在内径为60mm 的管中输送到某处。
若其流速为0.8m/s ,试求该液体的体积流量(m 3/ h) 、质量流量kg/s 与质量流速kg/ m 2 s解 (1)体积流量0Vd 2u 0.062 0.82.26 10 3m 3 /s 8.14 m 3/ h4 4(2)质量流量 q m q v 2.26 310 1800 4.07 kg / sR 2p'2 P BH -水 g R 2 汞 gP A P BR 1 R 2水 汞-g严f 处尢f习题1-11附图q 4 072(3)质量流速=土 = 一:——=1440 kg/(m s) A _ 0 0624 '【1-13】如习题 1-13附图所示的套管式换热器,其内管为 33.5mm 3.25mm ,外管为60mm 3.5mm 。
内管中有密度为1150kg/m 、流量为5000kg/ h 的冷冻盐水流动。
内、外管之间的环隙有绝对压力为0.5MPa,进、出口平均温度为 0C ,流量为160kg/h 的气体流动。
在标准状态下(0 C,101.325kPa ),气体的密度为1.2kg/ m 4 5。
试求气体和盐水的流速。
内管内径 d 内 33.5 3.25 2 27mm 0.027 m2.11236000 027 4 '【1-14】如习题1-14附图所示,从一主管向两支管输送 20 C 的水。
要求主管中水的流速约为1.0n / s ,支管1与支管2中水的流量分别为 20t/h 与10t/h 。
试计算主管的内径,并从 无缝钢管规格表中选择合适的管径,最后计算出主管内的流速。
4q m q m1 q m2 20 10 30t / h 30 10 kg /h解 水:t 20C,998.2kg/m 3 1000 kg / m 3主管的流量体积流量q v30 103 1000330m /h ,流速u 1.0m / s解 液体1150 kg /m 3液体质量流量5000kg / h ,体积流量50003 /qv甘/'流速5000/1150气体质量流量 密度流速23600 — 0 0530 0335 4 ' '160 kg/h体积流量160 /5.92b4Dl/b习题1-13附图 习题1-14附图3mq m曇mA h士 5.92kg/1013255.67 m/ sU 1 0.5m/s另一计算法管径 d 300.103m 103 mm 选择 108mm 4mm 无缝钢管,内径为 d 100mm , 主管内水的流速U q m /360° 30/36001 06 m/s 4 W)2 4d2连续性方程与伯努利方程 【1-15】常温的水在如习题 1-15附图所示的管路中流动。