设备选型习题及解答.doc

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1、第一章1-1用泵将敞口贮液池中20℃的水经由批φ108mm×4mm的钢管送至塔顶，塔内表压力为6.866×103Pa。管子总长为80m，其中泵的吸入段管长为10m，装有一个吸滤筐和底阀，还有一个90o弯头。泵的排出管路中装有一个闸阀和两个90o弯头，喷嘴阻力为9.810×103Pa。当管路中的体积流量为50m3／h时，试求泵的有效功率及轴功率。设泵的效率＝0.65。解：以地面为基准面，在水池面1-1‘与喷嘴处2-2截面间列实际流体流动的机械能衡算式：因Z1=-2m，Z2=24m，P1=0，P2=6.866×103P

2、a，u1=0，并查得20℃水的密度ρ=998.2kg/m3，代入上式并整理，可将机械能衡算式简化为He=26.859+∑hf现求管路中的总压头损失∑hf。直管总长l=80m3个90°弯头le=3×40d=(3×40×0.1)m=12m1个闸阀le=1×15d=(1×15×0.1)m=1.5m吸滤筐和底阀ζ=7水池中水进入管路时，突然缩小ζ=0.5喷嘴阻力Δpc=9.810×103Pa故求摩擦系数λ查得20℃水的粘度μ=1.005Pa·s按使用数年后的无缝钢管计，ε=0.19，相对粗糙度，查图得λ=0.0246，代入

3、上式得He=(26.859+5.861)m=32.720m泵的有效功率Pe和轴功率P分别为P=Pe/0.65=6.85kW7/7第二章2-1已知含尘气体中尘粒的密度=2300kg/m3，气体的温度为377K，粘度为0.036cP，流量为1000m3/h，密度为。采用标准型旋风分离器分离尘粒，取D=400mm，试计算临界颗粒直径和压强降解：（1）求按以下公式计算：已知：，，N=5h=D/2（2）求压强降，所以：第三章3-1有一板框压滤机，在表压1.5atm下以恒压操作方式过滤某一种悬浮液，2h后，得滤液40m3过滤介

4、质的阻力不计。试计算：（1）若其他情况不变，过滤面积加倍，可得多少滤液；（2）若表压加倍，而滤饼是可压缩的，其压缩性指数为s=0.25，2h后可得滤液多少？（3）若其他情况不变，但将操作时间缩短1h，所得滤液为多少？（4）若在原表压下过滤2h后，用5m3的水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？解：（1）过滤面积加倍因恒压操作，过滤介质阻力不计，直接应用下式：（）所以，滤液量加倍，即80m3(2)表压加倍对可压缩滤饼，用下式计算：因此，2h后的滤液7/7（3）操作时间缩短1h，则：所以，（4）求洗涤时间采用横穿流法洗涤，用下式

5、计算：洗水为5m3，则洗涤时间：3-2密度为1116kg/m3的某种悬浮液，于400mmHg的真空度下用小型转筒过滤机做实验，测得过滤常数。现用一直径为1.75m、长0.98m的转筒真空过滤机进行生产操作。操作时与试验条件相同。转速n=1r/min，转筒沉浸角度为125.5o滤布阻力忽略。试计算过滤机的生产能力。解：转筒过滤面积为：转筒沉浸度为：则生产能力：第四章4-1在一单壳程、四管程的列管换热器中，用水冷却热油。冷水在管内流动，进口温度为15℃，出口温度为32℃；油的进口温度为120℃，出口温度为40℃。试求两

6、流体间的平均温度。（已知当，，校正系数；R=4.71，P=0.162，）解：此题为简单折流时流体的平均温度差，因此先按逆流计算，即：（℃）7/7所以，，（℃）4-2某日化厂一列管式换热器有的不锈钢管136根组成，平均比热为4.187kJ/kg·℃的某溶液在管程作湍流流动，流量为15000kg/h，并由15℃加热到100℃，温度为110℃的饱和蒸汽走壳程。已知单程时管壁对溶液的对流传热系数℃，蒸汽对管壁的对流传热系数=11630W/m2·℃，钢管的导热系数=41W/m2·℃，垢层热阻忽略不计（已知）。试求：（1）管程

7、为单程时的列管长度；（2）管程为4程时的列管长。解：（1）管程为单程时的列管长据热量衡算式可得其换热量为：总传热系数：（℃）平均温度差：（℃）传热面积：（2）求管程为4程时的列管长，则所以：W/m2·℃故7/7因为分为4程，所以每程长度为：第五章5-1在单效蒸发器中，将15%的CaCl2水溶液连续浓缩到25%。原料液流量为20000kg/h，温度为75℃。蒸发操作的平均压强为0.5kgf/cm2，溶液的沸点为87.5。加热蒸汽绝压为2.0kgf/cm2。若蒸发器的总传热系数K为1000W/m2·℃，热损失为蒸发器传

8、热量的5%，试求蒸发器的传热面积A和加热蒸汽消耗量D。解：根据下式可求得水分蒸发量W，即W=F(1－x0/x1)=(20000/3600)(1－0.15/0.25)=2.22kg/s蒸发器的热负荷可用下式求得Cp0=Cpw(1-x0)=4.187(1-0.15)=3.56kJ/kg·℃查表得0.5kgf/cm2下饱和蒸汽的汽化潜热γ＇=2305kJ/kg；且