化工原理的计算题(最终版)

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1、16m【1】用离心泵把20℃的水从开口贮槽送至常压容器，贮槽和容器内水位恒定，相对位置如图。吸入管直径Φ78×4mm、长20m，排出管直径Φ66×3mm、长100m（各段均包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数均为0.02，离心泵特性曲线为：He=30-6×105qv2（其中He为m，qv为m3/s）。求：1）管路流量（m3/h）；2）若泵的效率为65%，求其轴功率。解：（1）在贮槽液面0-0′与贮槽液面1-1′间列机械能衡算方程，并以0-0′为基准水平面。其中，z0=0，z1=16m，p0=p1=0（表压

2、），u0=0，u1=0因He=H，有He=30-6×105qv2=16+232418.1qv2解得：qv=0.0041m3/s=14.76m3/h（2）He=30-6×105×0.00412=19.914m，Pa=Pe/h=rgHeqv/h=1000×9.81×19.914×0.0041/0.65=1232W【2】将2×104kg/h、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B（如图所示），管出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76mm×

3、4mm、长26.6m的不锈钢管，摩擦系数为0.0293。管线上有两个全开的闸阀ζ1=0.17、5个90°标准弯头ζ2=0.75。45℃氯苯的密度为1075kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa·s。若泵轴功率为1.86kW，求泵效率。解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面，P1=26.7kPa，z1=0,u1=0；p2=101.3kPa,z2=15mPPe=Heqvρg=23.83*5.168*10^-3*1075*9.81=1.30*10^3W=23.83m【3】如图所示输水系统，已知管路总

4、长度（包括所有当量长度，下同）为100m，压力表之后管路长度为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为15m3/h（1）整个管路的阻力损失，J/kg；（2）泵的轴功率，kW。H=20mH1=2m解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg；由题意知，（2）在贮槽液面0-0´与高位槽液面1-1´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面u0=u1=0，p1=p0=0,H0=0，H=20m，代入方程得：η=80%【4】某生产过程每年欲得滤液3800，年

5、工作时间5000hr，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5hr，其中过滤时间为1.5hr，将悬浮液在同样操作条件下测的过滤常数为，，滤饼不洗涤，求（1）所需过滤面积（2）需要8的过滤机几台？解：每一周期滤液量恒压过程取n=2【5】在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤10分钟得滤液4升。再过滤10分钟得2升，如果继续10分钟得到几升？解：恒压时已知【6】有一叶滤机，自始自终在恒压过滤下过滤水悬浮液时，得到如下过滤方程，在实际操作中，先5min时间内做恒速过滤，此事过滤压强自零上升至上述实验压强，此后做

6、恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：（1）每一循环过程中每过滤面积得到的滤液量（2）之后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼，洗涤时间为多少？解：（1)恒压过滤恒速过滤时恒压过滤洗涤叶滤机【7】现有一底面积为5.0m2的降尘室，用以处理20℃的常压含尘空气。尘粒密度为1800kg/m3，现需要将直径为25μm以上的颗粒全部除去。试计算：（1）该降尘室含尘气体的处理能力，m3/s；（2）若在该降尘室中均匀设置6块水平隔板，则含尘气体的处理能力为多少m3/s?已知20℃空气的密度r=1.2kg/m3，粘度μ

7、=1.81×10-5Pa·s。解：（1）假设颗粒沉降处于斯托克斯区，则沉降速度为假设成立，气体的处理量为qV=Aut=5×0.034=0.17m3/s（2）当均匀设置n块水平隔板时，实际降尘室面积为（n+1）个A，所以气体的处理量为qV=(n+1)Aut=(6+1)×5×0.034=1.19m3/s【8】用一长2.0m、宽1.0m的降尘室，在20℃常压下处理1800m3/h的含尘空气。已知空气密度r=1.2kg/m3，m=1.81×10-5Pa×s，所含球形尘粒密度2400kg/m3，试计算可被100%除下

8、的最小颗粒的直径。解：设100%除去的颗粒沉降处于斯托克斯区qv=Aut因此假设成立，故可被100%除下的最小颗粒的直径58.8mm【9】常温下，用长4m、宽2m、高2m，含19层隔板的降尘室除去某含尘气中的尘粒。已知尘粒密度为3000kg/m3，含尘气密度为1.30kg/m3，粘度为3.5×10-5Pa.s，尘粒直径在10μm以上，求该降尘室的处理能力（m3/h）。解：设为层流沉降：故假设正确。单层流量：qV单