化工原理试卷.习题及答案

1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前 启动后通过 调节流量;住复泵 启动前_ _、 启动后通过_____ 调节流量。

2.用管子从高位槽放水,当管径增大一倍时,则水的流量为原来流量的_______倍,假定液面

高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种,一般以________来区分,前者值

为___ ____,后者值为___ ____;而两者的本质区别在于流体流动

时 。

4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系,可用及流动状态,可将图分为四个区,其中,滞流区λ与Re ,完全湍流区λ与

5.有相变时的对流传数系数比无相变时________,粘度值大,对流传热系数________;热壁

面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。

6. 离心泵的工作点是_____曲线与曲线的交点,生产中离心泵工作点的变化

意味着 会发生变化。

7.对于旋风分离器,其尺寸增大,分离效率将;若颗粒直径增大,则分离

效率将 。

8.旋风分离器当切向进口速度相同时,随着旋风分离器的直径增大.其离心分离因数越

______;而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越______。

9.降尘室气固两相分离设备,它们的生产能力Vs与该设备的、___和 __有关,与______无关。单层降尘室Vs≤;具有n层水平隔板的多层单层降尘

室Vs≤ 。

10.一套管式换热器,用水冷却油,水走管内,油走管外,为强化传热,加翅片,问翅片加

在管 侧。

11. 流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数与 有关;若其

作完全湍流(阻力平方区),则仅与 有关。

12. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为q20.02q4105(θ的单位

为s),则K为 m2/s,qe为 m3/ m2,e为s。

13. 在重力沉降操作中,影响沉降速度的因素主要有、

和 。

14. 流体在流动过程中,由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力,称为____________

阻力。

15. 流体流动机械能包括,流体在水平等径直管中流

动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的____ ______。

16. 某容器内的绝对压强为200 kPa,当地大气压为101.3 kPa,则表压为___________。

17.颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响,称为_________沉降。

18.离心泵组合操作的选定原则为:高阻管路选___,低阻管路选____________。

19.过滤操作的推动力是。

20. 蒸发过程中引起温度差损失的原因有,

21. 蒸发器的生产强度是指,欲提高蒸发器的生产强

度,必须设法提高 和 。

22. 某设备的表压强为100 kPa,则它的绝对压强为 kPa;另一设备的真空度

为400 mmHg,则它的绝对压强为 kPa(当地大气压为101.33 kPa)。

23. 离心泵的特性曲线是在一定下,用常温为介质,通过实验测定得

到的。离心泵的主要特性曲线包括 、__ _和 三条曲线。

24. 离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将会发生而当

泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生__ 现象。

25. 离心泵通常采用_调节流量;往复泵采用

7.理论上降尘室的生产能力与和 无关。设计除尘设备时,降尘室做成多层的目的是 。

26. 大容器里饱和液体沸腾分为和 阶段。工业上总是设法在 下操作。

27.蒸发过程中引起温度差损失的原因有,

28. 某粘性液体在一定管路系统中流动,在流量不变条件下将液体加热,则液体的黏度将_ __,雷诺准数Re 将_ __,流动阻力将_ _。

29. 旋风分离器的分离效率随器身的增大而减小。

30.物体黑度是指在与在数值上它与同一温度下物体的 相等。

31.热量传递的基本方式有 和。

32. 多效蒸发与单效蒸发相比,其优点是 。

二、选择题

1.离心泵的特性曲线是在的情况下测定的。

A)效率一定; B)功率一定; C)转数一定; D)管路(l+∑le)一定。

2.在蒸汽冷凝传热中,不凝性气体的存在对α的影响是

A) 会使α大大降低; B) 会使α增大;

C) 对α无影响; D)会使α大大升高。

3.在蒸气—空气间壁传热过程中,为强化传热,在下列方案中,是可行的。

A)提高空气流速; B)提高蒸汽流速;

C)采用过热蒸汽来提高蒸气温度; D)降低空气的流速。

4.在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否合理:。

甲:传热器的壁温接近加热蒸汽的温度。

乙:换热器总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数。

A)甲乙均合理; B)甲乙均不合理;

C)甲合理,乙不合理; D)甲不合理,乙合理。

5.在一维稳态多层平壁热传导时,各层的温度差正比于各层的。

A)导热系数; B)密度; C)热阻; D)传热面积。

6. 在层流流动中,若流体的总流量不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。

A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。

7. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为。

A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m。

8. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的

阀门关小后,管路总阻力将 。

A. 增加; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。

9. 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先减小后增大。

10. 若沉降室高度降低,则沉降时间;生产能力。

A. 不变; B. 增加; C. 下降; D. 不确定。

11. 拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘,则较适合的安排

是 。

A) 降尘室放在旋风分离器之前 B) 降尘室放在旋风分离器之后

C) 降尘室与旋风分离器并联 D) 方案A、B均可

12.用管子从高位槽放水,当管径缩小一半时,则水的流量为原来流量的面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

A) 4; B) 1; C) 0.5; D) 0.25

13.已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比,则其流动形态为________。

A) 层流; B) 湍流; C) 完全湍流; D) 过渡流

14.对一台正在工作的列管式换热器,已知α1=11600 W•m-2•K-1 ,α2=116 W•m-2•K-1,

要提高总传热系数(K),最简单有效的途径是 。

A. 设法增大α1 B. 设法增大α2 C. 同时增大α1和α2 D. 不确定

15.温度相差100℃的两灰体间进行辐射传热,现因某种原因,两者的温度各下降了10℃,

则此时的辐射传热量与原来的相比将 _ __。

A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 不确定

16.在完全湍流区,流动摩擦阻力损失与 成正比;在层流区,流动摩擦阻力损失与

成正比。

A. 流速的一次方; B. 流速的平方; C. 流速的三次方; D. 流速的五次方。

17. 在蒸汽—空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上最有效的是。

A. 提高空气流速 B. 提高蒸汽流速 C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速

D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液

18. 在设计固定管板式列管换热器时,危险性大(有毒、易燃易爆、强腐蚀性等)的流体应走 。

A. 壳程; B. 管程; C. 壳程和管程均可

三、判断题

1.液体的黏度随温度升高而减小,气体的黏度则随温度升高而增大。( )

2. 流体作滞流流动时,摩擦系数与管壁粗糙度与雷诺数有关。( )

3. 转子流量计的刻度与被测流体的密度无关。( )

4. 离心泵的压头又称扬程,它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效能量。( )

5. 离心泵的轴功率随液体密度而改变。( )

6. 一般情况下,离心沉降设备的分离效果比重力沉降设备的分离效果好。( )

7. 板框压滤机的洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率。( )

8. 凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数。( )

9. 换热器的总传热系数主要决定于流体的特性、传热过程的操作条件及换热器的类型。

( )

10. 多效蒸发虽然提高了加热蒸汽的利用率,但降低了生产强度,二者是相互矛盾的。( )

四、名词解释题

1. 牛顿粘性定律

2. 质量流速

3. 汽蚀余量

4.过滤速率

5. 傅立叶定律

6. 蒸发强度

三、分析题

1.一定流量的20℃常压含尘气体在进入反应器之前需要尽可能除尽尘粒并升温至400℃。

可能的工艺安排为:

(1) 先除尘后升温; (2)先升温后除尘;

试分析那种安排更合理?

2.通过三层平壁稳定热传导中,若测得各面的温度t1、t2、t3和t4分别为500℃、400℃、200℃和100℃,试分析各平壁层热阻之比,假定各层壁面间接触良好。

3

.如何强化换热器中传热过程。

4. 过滤的基本方程式为: d V A 2  p 1  s ,试根据该式分析强化过滤操作的途径。 drv(VVe)5. 某套管传热实验装置,传热管为薄壁紫铜管,现采用Ts=120 ℃的饱和水蒸气冷凝来加热管内呈湍流流动的空气,空气的进出口温度为t1=25.0 ℃和t2=55.0 ℃。有三位实验者测得的传热铜管的平均壁温tw分别为119.0 ℃、98.0 ℃、50.0 ℃。(忽略管壁热阻、可能的污垢热阻及物性参数随温度的变化)

(1)试计算说明三位实验者测得平均壁温的合理性;

(2)若增大空气流量,其他操作条件不变,试分析:空气出口温度应如何变化;传热管平均壁温应如何变化。

本题参考资料:气体强制对流传热系数的大致范围:20 ~ 100 W/(m2·℃);

水蒸气冷凝传热膜系数的大致范围:5000 ~ 15000 W/(m2·℃)。

四、计算题

1. 用离心泵将水以12m3/h的流量由水池打到

敞开的高位槽,两液面保持不变,液面高差为

20m,管路总长度(包括所有当量长度)为

100m,管路摩擦系数为0.025,管子内径为

0.05m,水的密度为1000kg/m,泵的效率为

80%。

(1) 计算泵的有用功;

(2) 计算泵的轴功率;

(3) 分析如将泵的转速提高8%,则泵

的流量Q、压头H、以及功率N

将如何变化?

2. 恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液,已知正常生产时过滤面积为2.6m2 ,2小时后得滤液100 m3 。由于某种原因生产进度临时发生变化,要求2小时完成200 m3滤液的生产,请计算说明可以采取那些措施在2小时完成临时生产任务。(假设滤饼不可压缩,且过滤介质阻力忽略不计)。

3

3. 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100mm,其导热系数分别为0.9W/(m·℃)及0.7W/(m·℃)。待操作稳定后,测得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失,在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/(m·℃)的保温材料。操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几?

4. 某单程列管式换热器,其换热管为252 mm的不锈钢管,管长为3 m,管数为32根。在该换热器中,用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体,该有机蒸汽的冷凝传热系数为8.2103 W/(m2·℃)。水的流量为15000 kg/h,平均比热容为4.18 kJ/(kg·℃);管壁与水的对流传热系数为1000 W/(m2·℃);不锈钢的导热系数为17 W/(m·℃)。试求:

1.总传热系数Ko;

2.水的出口温度。

5. 恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液,已知过滤面积为0.6m2 ,3小时后得滤液60 m3 ,若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力忽略不计,试求:

1.若其他条件不变,过滤面积加倍,可得多少m3滤液?

2.若其他条件不变,过滤时间缩短至原来的1/4,可得多少m3滤液?

6. 质量流量为7200kg/h的常压空气,要求将其温度由20℃加热到80℃,选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃),且已知空气在平均温度下的物性参数如下:比热容Cp=1kJ/(kg·℃),导热系数λ=2.85×102 W/(m2·℃),粘度μ=-

-5 1.98×10Pa·s,ρ= 1.20kg/m3,普兰特准数Pr = 0.7

现有一单程列管式换热器,装有φ25mm×2.5mm钢管200根,管长为2m,核算此换热器能否完成上述传热任务?

计算中可忽略污垢热阻,不计热损失。低粘流体圆管强制对流时传热系数关联式可参考:

n = R0.8

ePr di

7. 用轴功率为0.55 kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。已知液体的流量为4 m3/h,密度为1200 kg/m3、粘度为0.96103Pa·s ;输送管路的内径为32 mm,管路总长度为50 m(包括管件、阀门的当量长度);两槽液位维持恒定的高度差15 m。试计算该离心泵的效率。(若为湍流,摩擦系数可按柏拉修斯经验公式来计算)

8、恒压过滤某悬浮液,已知过滤5min得滤液1L,若又过滤5min后,试求:

1. 得到滤液量(L);

2. 过滤速率(L/min)。

设:过滤介质阻力可忽略。

0.3164Re0.25

9. 在一传热面积为50m2的单程列管换热器中,用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷却水的流量为36000 kg/h,其温度由20℃升高到38℃。溶液温度由110℃降到60℃。若换热器清洗后.在两流体流量和进口温度不变的情况下,冷却水的出口温度升到45℃。试估算换热器在清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设:

(1)两种情况下,流体物性可视为不变。水的平均比热容可取为4.187 kJ/(kg·℃);

(2)可按平壁处理,两种工况下αi、αo分别相同;

(3)忽略管壁热阻和换热器的热损失。

1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前 启动后通过 调节流量;住复泵 启动前_ _、 启动后通过_____ 调节流量。

2.用管子从高位槽放水,当管径增大一倍时,则水的流量为原来流量的_______倍,假定液面

高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种,一般以________来区分,前者值

为___ ____,后者值为___ ____;而两者的本质区别在于流体流动

时 。

4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系,可用及流动状态,可将图分为四个区,其中,滞流区λ与Re ,完全湍流区λ与

5.有相变时的对流传数系数比无相变时________,粘度值大,对流传热系数________;热壁

面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。

6. 离心泵的工作点是_____曲线与曲线的交点,生产中离心泵工作点的变化

意味着 会发生变化。

7.对于旋风分离器,其尺寸增大,分离效率将;若颗粒直径增大,则分离

效率将 。

8.旋风分离器当切向进口速度相同时,随着旋风分离器的直径增大.其离心分离因数越

______;而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越______。

9.降尘室气固两相分离设备,它们的生产能力Vs与该设备的、___和 __有关,与______无关。单层降尘室Vs≤;具有n层水平隔板的多层单层降尘

室Vs≤ 。

10.一套管式换热器,用水冷却油,水走管内,油走管外,为强化传热,加翅片,问翅片加

在管 侧。

11. 流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数与 有关;若其

作完全湍流(阻力平方区),则仅与 有关。

12. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为q20.02q4105(θ的单位

为s),则K为 m2/s,qe为 m3/ m2,e为s。

13. 在重力沉降操作中,影响沉降速度的因素主要有、

和 。

14. 流体在流动过程中,由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力,称为____________

阻力。

15. 流体流动机械能包括,流体在水平等径直管中流

动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的____ ______。

16. 某容器内的绝对压强为200 kPa,当地大气压为101.3 kPa,则表压为___________。

17.颗粒在沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响,称为_________沉降。

18.离心泵组合操作的选定原则为:高阻管路选___,低阻管路选____________。

19.过滤操作的推动力是。

20. 蒸发过程中引起温度差损失的原因有,

21. 蒸发器的生产强度是指,欲提高蒸发器的生产强

度,必须设法提高 和 。

22. 某设备的表压强为100 kPa,则它的绝对压强为 kPa;另一设备的真空度

为400 mmHg,则它的绝对压强为 kPa(当地大气压为101.33 kPa)。

23. 离心泵的特性曲线是在一定下,用常温为介质,通过实验测定得

到的。离心泵的主要特性曲线包括 、__ _和 三条曲线。

24. 离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将会发生而当

泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生__ 现象。

25. 离心泵通常采用_调节流量;往复泵采用

7.理论上降尘室的生产能力与和 无关。设计除尘设备时,降尘室做成多层的目的是 。

26. 大容器里饱和液体沸腾分为和 阶段。工业上总是设法在 下操作。

27.蒸发过程中引起温度差损失的原因有,

28. 某粘性液体在一定管路系统中流动,在流量不变条件下将液体加热,则液体的黏度将_ __,雷诺准数Re 将_ __,流动阻力将_ _。

29. 旋风分离器的分离效率随器身的增大而减小。

30.物体黑度是指在与在数值上它与同一温度下物体的 相等。

31.热量传递的基本方式有 和。

32. 多效蒸发与单效蒸发相比,其优点是 。

二、选择题

1.离心泵的特性曲线是在的情况下测定的。

A)效率一定; B)功率一定; C)转数一定; D)管路(l+∑le)一定。

2.在蒸汽冷凝传热中,不凝性气体的存在对α的影响是

A) 会使α大大降低; B) 会使α增大;

C) 对α无影响; D)会使α大大升高。

3.在蒸气—空气间壁传热过程中,为强化传热,在下列方案中,是可行的。

A)提高空气流速; B)提高蒸汽流速;

C)采用过热蒸汽来提高蒸气温度; D)降低空气的流速。

4.在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否合理:。

甲:传热器的壁温接近加热蒸汽的温度。

乙:换热器总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数。

A)甲乙均合理; B)甲乙均不合理;

C)甲合理,乙不合理; D)甲不合理,乙合理。

5.在一维稳态多层平壁热传导时,各层的温度差正比于各层的。

A)导热系数; B)密度; C)热阻; D)传热面积。

6. 在层流流动中,若流体的总流量不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。

A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。

7. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为。

A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m。

8. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的

阀门关小后,管路总阻力将 。

A. 增加; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。

9. 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先减小后增大。

10. 若沉降室高度降低,则沉降时间;生产能力。

A. 不变; B. 增加; C. 下降; D. 不确定。

11. 拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘,则较适合的安排

是 。

A) 降尘室放在旋风分离器之前 B) 降尘室放在旋风分离器之后

C) 降尘室与旋风分离器并联 D) 方案A、B均可

12.用管子从高位槽放水,当管径缩小一半时,则水的流量为原来流量的面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

A) 4; B) 1; C) 0.5; D) 0.25

13.已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比,则其流动形态为________。

A) 层流; B) 湍流; C) 完全湍流; D) 过渡流

14.对一台正在工作的列管式换热器,已知α1=11600 W•m-2•K-1 ,α2=116 W•m-2•K-1,

要提高总传热系数(K),最简单有效的途径是 。

A. 设法增大α1 B. 设法增大α2 C. 同时增大α1和α2 D. 不确定

15.温度相差100℃的两灰体间进行辐射传热,现因某种原因,两者的温度各下降了10℃,

则此时的辐射传热量与原来的相比将 _ __。

A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 不确定

16.在完全湍流区,流动摩擦阻力损失与 成正比;在层流区,流动摩擦阻力损失与

成正比。

A. 流速的一次方; B. 流速的平方; C. 流速的三次方; D. 流速的五次方。

17. 在蒸汽—空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上最有效的是。

A. 提高空气流速 B. 提高蒸汽流速 C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速

D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液

18. 在设计固定管板式列管换热器时,危险性大(有毒、易燃易爆、强腐蚀性等)的流体应走 。

A. 壳程; B. 管程; C. 壳程和管程均可

三、判断题

1.液体的黏度随温度升高而减小,气体的黏度则随温度升高而增大。( )

2. 流体作滞流流动时,摩擦系数与管壁粗糙度与雷诺数有关。( )

3. 转子流量计的刻度与被测流体的密度无关。( )

4. 离心泵的压头又称扬程,它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效能量。( )

5. 离心泵的轴功率随液体密度而改变。( )

6. 一般情况下,离心沉降设备的分离效果比重力沉降设备的分离效果好。( )

7. 板框压滤机的洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率。( )

8. 凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数。( )

9. 换热器的总传热系数主要决定于流体的特性、传热过程的操作条件及换热器的类型。

( )

10. 多效蒸发虽然提高了加热蒸汽的利用率,但降低了生产强度,二者是相互矛盾的。( )

四、名词解释题

1. 牛顿粘性定律

2. 质量流速

3. 汽蚀余量

4.过滤速率

5. 傅立叶定律

6. 蒸发强度

三、分析题

1.一定流量的20℃常压含尘气体在进入反应器之前需要尽可能除尽尘粒并升温至400℃。

可能的工艺安排为:

(1) 先除尘后升温; (2)先升温后除尘;

试分析那种安排更合理?

2.通过三层平壁稳定热传导中,若测得各面的温度t1、t2、t3和t4分别为500℃、400℃、200℃和100℃,试分析各平壁层热阻之比,假定各层壁面间接触良好。

3

.如何强化换热器中传热过程。

4. 过滤的基本方程式为: d V A 2  p 1  s ,试根据该式分析强化过滤操作的途径。 drv(VVe)5. 某套管传热实验装置,传热管为薄壁紫铜管,现采用Ts=120 ℃的饱和水蒸气冷凝来加热管内呈湍流流动的空气,空气的进出口温度为t1=25.0 ℃和t2=55.0 ℃。有三位实验者测得的传热铜管的平均壁温tw分别为119.0 ℃、98.0 ℃、50.0 ℃。(忽略管壁热阻、可能的污垢热阻及物性参数随温度的变化)

(1)试计算说明三位实验者测得平均壁温的合理性;

(2)若增大空气流量,其他操作条件不变,试分析:空气出口温度应如何变化;传热管平均壁温应如何变化。

本题参考资料:气体强制对流传热系数的大致范围:20 ~ 100 W/(m2·℃);

水蒸气冷凝传热膜系数的大致范围:5000 ~ 15000 W/(m2·℃)。

四、计算题

1. 用离心泵将水以12m3/h的流量由水池打到

敞开的高位槽,两液面保持不变,液面高差为

20m,管路总长度(包括所有当量长度)为

100m,管路摩擦系数为0.025,管子内径为

0.05m,水的密度为1000kg/m,泵的效率为

80%。

(1) 计算泵的有用功;

(2) 计算泵的轴功率;

(3) 分析如将泵的转速提高8%,则泵

的流量Q、压头H、以及功率N

将如何变化?

2. 恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液,已知正常生产时过滤面积为2.6m2 ,2小时后得滤液100 m3 。由于某种原因生产进度临时发生变化,要求2小时完成200 m3滤液的生产,请计算说明可以采取那些措施在2小时完成临时生产任务。(假设滤饼不可压缩,且过滤介质阻力忽略不计)。

3

3. 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100mm,其导热系数分别为0.9W/(m·℃)及0.7W/(m·℃)。待操作稳定后,测得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失,在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/(m·℃)的保温材料。操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几?

4. 某单程列管式换热器,其换热管为252 mm的不锈钢管,管长为3 m,管数为32根。在该换热器中,用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体,该有机蒸汽的冷凝传热系数为8.2103 W/(m2·℃)。水的流量为15000 kg/h,平均比热容为4.18 kJ/(kg·℃);管壁与水的对流传热系数为1000 W/(m2·℃);不锈钢的导热系数为17 W/(m·℃)。试求:

1.总传热系数Ko;

2.水的出口温度。

5. 恒压下用板框压滤机过滤某悬浮液,已知过滤面积为0.6m2 ,3小时后得滤液60 m3 ,若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力忽略不计,试求:

1.若其他条件不变,过滤面积加倍,可得多少m3滤液?

2.若其他条件不变,过滤时间缩短至原来的1/4,可得多少m3滤液?

6. 质量流量为7200kg/h的常压空气,要求将其温度由20℃加热到80℃,选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃),且已知空气在平均温度下的物性参数如下:比热容Cp=1kJ/(kg·℃),导热系数λ=2.85×102 W/(m2·℃),粘度μ=-

-5 1.98×10Pa·s,ρ= 1.20kg/m3,普兰特准数Pr = 0.7

现有一单程列管式换热器,装有φ25mm×2.5mm钢管200根,管长为2m,核算此换热器能否完成上述传热任务?

计算中可忽略污垢热阻,不计热损失。低粘流体圆管强制对流时传热系数关联式可参考:

n = R0.8

ePr di

7. 用轴功率为0.55 kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。已知液体的流量为4 m3/h,密度为1200 kg/m3、粘度为0.96103Pa·s ;输送管路的内径为32 mm,管路总长度为50 m(包括管件、阀门的当量长度);两槽液位维持恒定的高度差15 m。试计算该离心泵的效率。(若为湍流,摩擦系数可按柏拉修斯经验公式来计算)

8、恒压过滤某悬浮液,已知过滤5min得滤液1L,若又过滤5min后,试求:

1. 得到滤液量(L);

2. 过滤速率(L/min)。

设:过滤介质阻力可忽略。

0.3164Re0.25

9. 在一传热面积为50m2的单程列管换热器中,用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷却水的流量为36000 kg/h,其温度由20℃升高到38℃。溶液温度由110℃降到60℃。若换热器清洗后.在两流体流量和进口温度不变的情况下,冷却水的出口温度升到45℃。试估算换热器在清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设:

(1)两种情况下,流体物性可视为不变。水的平均比热容可取为4.187 kJ/(kg·℃);

(2)可按平壁处理,两种工况下αi、αo分别相同;

(3)忽略管壁热阻和换热器的热损失。


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