《化工原理》总复习题

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1、一、在如图所示的管路系统中，有一直径为Ф38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0为0.63，流体流经孔板流量计的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数λ为0.022，试计算：（1）流体流经AB段的压强差；（2）若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。已知：操作条件下所输送液体的密度为870kg/m3，U形管中的指示液为汞，其密度为13600kg/m3。孔板流量计ABR=0.6m解：（1）（m3/h）（m/s）列A、B间柏努利方程ZA=ZBu

2、A=uB共6页第5页（J/kg）（Pa）（2）有效功:Ne=Nη=800×0.62=496(W)AB段所消耗的功率:Nf=VρΣhf=6.285×870×110.7/3600=168.1(W)二、用板框过滤机来过滤某悬浮液。已知过滤面积为10m2，操作压力0.2MPa（表压）。一个过滤周期内过滤15分钟后，共得滤液2.91m3（介质阻力不计，滤饼不可压缩）。用滤液量的10%（体积比）的洗水进行横穿洗涤。试问：（1）若已知该过滤机的生产能力为4.8m3/h，计算洗涤及辅助时间。（2）若过滤时间与滤液量均不变，而操作压力降至0.1MPa（表压），需增加多少过滤

3、面积才能维持生产能力不变？（3）如改用转筒真空过滤机，若其在一个操作周期内共得滤液量0.2m3，该过滤机的转速为多少方能维持生产能力不变？解：（1）V2=KA2τ（min）（min）共6页第5页τD=36.48–15–12=9.48（min）（2）V2=KA2τV2=K′A′2τKA2=K′A′2A′=1.414A=1.414×10=14.14（m2）ΔA=14.14–10=4.14（m2）（3）（rpm）三、温度为20℃、比热为2.1kJ/kg℃的溶剂以5000kg/h的流率流过套管换热器内管，被加热至64℃，环隙内为170℃的饱和水蒸气冷凝。蒸气冷凝潜

4、热为2054kJ/kg。换热器内管直径Ф108×10mm，总长12m，材料为钢。试计算（1）蒸气用量；（2）总传热系数；（以内管外表面为基准）（3）如果将内管改为Ф152×10mm的钢管，其它条件不变，求所需管长。假设两种情况下蒸气冷凝传热系数均为10000W/m2K，液体在管内均为湍流，不考虑污垢热阻及热损失。钢的导热系数λ=45W/m℃。解：（1）Q=m2Cp2(t2–t1)=5000/3600×2.1×103×(64-20)=128.3(kW)(kg/s)=224.9(kg/h)（2）（℃）Ao=πdol=3.14×0.108×12=4.07(m2)

5、Q=KoAoΔtm(W/m2℃)共6页第5页（3）dm=(di+do)/2=(88+108)/2=98(mm)(W/m2℃)=0.482×336.6=162.2(W/m2℃)=(+)/2=(132+152)/2=142(mm)(W/m2℃)Q=Ko′Ao′Δtm(m2)(m)四、某流化床燃烧炉直径为1m，操作中测的底部和顶部压强差为425mmH2O，距底0.3m处与底部的压强差为150mmH2O，气体（操作条件下）的密度为1.165kg/m3。颗粒密度为1250kg/m3。试计算：床层高度及操作状况下床层的空隙率。共6页第5页解：由共6页第5页