华南理工大学851化工原理计算题汇总Word文档下载推荐.docx
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其中,,u3=0,p3=0,
p2=2.452×
105Pa,H2=5m,u2=Vs/A=2.205m/s
代入上式得:
(2)泵所需的实际功率
在贮槽液面0-0´
间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有:
其中,,u2=u3=0,p2=p3=0,H0=0,H=29.4m
代入方程求得:
We=298.64J/kg,
故,η=70%,
(3)真空表的读数
与真空表截面1-1´
间列柏努利方程,有:
其中,,H0=0,u0=0,p0=0,H1=4.8m,u1=2.205m/s
代入上式得,
2.在由118根252.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。
已知加热蒸汽的温度为132.9℃,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度分别20℃和60℃,操作条件下的空气比热为1.005kJ/(kg℃),空气的对流给热系数为50W/(m2℃),蒸汽冷凝给热系数为8000W/(m2℃),假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。
(1)加热空气需要的热量Q为多少?
(2)以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?
(3)此换热器能否完成生产任务?
2、解:
(1)kJ/s
(2)W/(m2℃)
(3)m2
℃kJ/s,能够完成生产任务。
3、以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮夜。
过滤机的滤框尺寸
为810×
810×
25(mm),共有37个框。
已测出过滤常数K=10-4m2/s,qe=0.01m3/m2,
e=1s。
若已知单位面积上通过的滤液量为0.15m3/m2,所用洗水量为滤液量的1/5。
求:
1)过滤面积和滤框内的总容量;
2)过滤所需的时间;
3)洗涤时间;
3、1)过滤面积A=2LBZ=2×
0.81×
37=48.6m2
滤框总容积Vz=LBZ=0.81×
0.025×
37=0.607m3
2)过滤时间(q+qe)2=K(+e)(0.15+0.01)2=10-4(+1)=255s
3)洗涤时间
w=8(q+qe)qw/5K=8×
(0.15+0.01)×
0.15/(5×
10-4)=348s
1、用离心泵由真空度为48kPa的容器中输送液体,所选用泵的需要气蚀余量为49kPa。
该液体在输送温度下的饱和蒸汽压为26.66kPa,密度为900kg/m3,吸入管道因阻力损失的压头为0.20[米液柱],试决定泵的安装位置。
若泵入口端容器改为敞口,该泵又应如何安装?
2、在一内钢管为18010mm的套管换热器中,将流量为3500kg/h的某液态烃从100C冷却到60C,其平均比热为2380J/(kgK)。
环隙逆流走冷却水,其进出口温度分别为40C和50C,平均比热为4174J/(kgK)。
内管内外侧对流传热系数分别为2000W/(m2K)和3000W/(m2K),钢的导热系数可取为45W/(mK)。
假定热损失和污垢热阻可以忽略。
(1)冷却水用量;
(2)基于内管外侧面积的总传热系数;
(3)对数平均温差;
(4)内管外侧传热面积。
3、某板框压滤机共有10个框,框空长、宽各为500mm,在一定压力下恒压过滤30min后,获得滤液5m3,假设滤布阻力可以忽略不计,试求:
(1)过滤常数K;
(2)如果再过滤30min,还能获得多少m3滤液?
四、计算题(共45分)
解:
(1)由题意知kg/m3,kPa,m,
kPa,Pa
m
由于求出的允许安装高度是负值,故要求泵的进口安装在水槽液面的下方2.72m,所
以,实际安装高度可取,m,
(2)由于容器敞口,Pa,
m,
为安全起见,实际安装高度可取,m。
答:
(1)泵的进口安装在液面下3.73m。
(2)泵的进口安装在液面上方1.705m
(1)由
得
(2)
所以
(3)
(4)由
得
五、计算题(共45分,每小题15分)
1、某车间需要安装一台换热器,将流量为30m3/h、浓度为10%的NaOH水溶液由20℃预热到60℃。
加热剂为127℃的饱和蒸汽(在饱和温度下排除冷凝水)。
该车间现库存一台列管式换热器,其规格为φ25×
2mm;
长度为3m;
总管数72根。
试问库存的换热器能否满足传热任务?
蒸汽冷凝走壳程,NaOH水溶液走管程。
管内NaOH水溶液一侧的=2560W/m2℃。
蒸汽冷凝一侧的α2=10000W/m2℃,钢的导热系数,污垢热阻总和,NaOH水溶液的Cp=3.77kJ/kg.℃。
2、每小时将2×
104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如下所示),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Ø
76mm×
4mm、长26.6m的不锈钢管。
管线上有两个全开的闸阀、5个90°
标准弯头。
45℃氯苯的密度为1075kgm-3,粘度为6.5×
10-4Pa·
s。
泵的效率为70%,求泵的轴功率。
附:
λ=0.0293,各局部阻力系数为:
全开闸阀ζ1=0.17
90℃标准弯头ζ2=0.75
3、板框过滤机加压过滤某悬浮液.一个操作周期内过滤20分钟以后共得滤液4m3(滤饼不可压缩,介质阻力忽略不计)。
在一个操作周期内共用去辅助时间为30分钟。
求:
(1)该机的生产能力为多少?
(2)若过滤压强差加倍,其他条件不变(物性、过滤面积、过滤与辅助时间不变),该机的生产能力提高了多少?
A、计算题(共45分)
对库存换热器进行传热能力核算
其中m2
换热器的传热速率
该换热器的热负荷
因为所以库存的换热器能够完成传热任务。
So=1382000/1097×
85.4=14.8m2
2解:
如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面
p1=26.7kPa(绝压),z1=0,u10
p2=101.3kPa(绝压)z2=15m
=1.178m
=0.4717m
=23.83m
Ne=HeqVg=23.835.16810-310759.81=1.30103W
Na=
3、
(1)生产能力:
Q=V/(θ+θD)=4/(20+30×
60)=4.8(m3/h)
(2)V22=2kΔPA2θ知
(V1/V2)2=(2kΔPA2θ)/(2k2ΔPA2θ)
∴V2=√2V1=6.79(m3/hr)
提高((6.79-4.8)/4.8)×
100%=41.4%
五、计算题(共45分,每小题15分)
1.在由118根252.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。
2、现用一虹吸管来输送相对密度为1.2的某酸液,如附图示。
设酸液流经虹吸管的阻力忽略不计,问:
(1)图A处(管内)和B处(管内)的压强各为多少kN.m-2?
(2)若要增大输送量,你认为对此装置采用何种改进最为简单?
为什么?
3、某降尘室长4m、宽2m、高2m,内用隔板分成25层,用以除去炉气中的矿尘。
已知矿尘的密度为3000kg.m,炉气送入降尘室的密度为1.29kg.m,粘度为3.5×
105Pa.s,温度为150℃,尘粒直径在10μm以上,问该降尘室每小时可处理炉气多少标准m3./h?
(炉气压力近似为101.3kN.m)
1.、解:
℃
kJ/s,能够完成生产任务。
在储槽液面1-1及管内A处截面A-A列柏式:
Z1g+P1/ρ+u/2=ZAg+PA/ρ+u/2+hf1-A.......
(1)
在储槽液面1-1及虹吸管出口内侧2-2列柏式:
Z1g+P1/ρ+u/2=Z2g+P2/ρ+u/2+hf1-2........
(2)
联解
(1)
(2)得:
u2=2.8m.s-1,PA=-4.7kN.m-2(表压)
同时,当液体从1-1连续流到管内B处B-B*时
Z1g+P1/ρ+u21/2=ZBg+PB/ρ+uB2/2+h1-B
0=0.2×
9.807+PB/1200+2.82/2
∴PB=-7.06kN.m-2(表压)
(2)∵V=πd2u/4当h1-2=0时,u=(2g△Z)1/2
∴欲使V↑,简单方法是:
①使d↑,即换一条直径较大的虹吸管
②使u↑,则应使△Z↑,即可适当加长虹吸管,使其出口处降低。
设为层流沉降:
U=(10×
10)(3000-1.29)×
9.807/(18×
0.035×
10)
=4.67×
10m/.s
验算:
Rep=(10×
10×
4.67×
1.29)/(0.035×
10)
=1.72×
10<1假设正确
单层流量:
V单=Lbu=4×
2×
10=0.037m3/h
25层流量:
V=25V单=25×
0.037=0.925m/s
=3330m3/h
每小时处理炉气量V标=V(T/T)=3330×
(270/423)
=2149.15m3./h
1、用轴功率为0.55kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90kPa的密闭高位槽中。
已知液体的流量为4m3/h,密度为1200kg/m3、粘度为Pa·
s;
输送管路的内径为32mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门等当量长度);
两槽液位维持恒定的高度差15m。
试计算该离心泵的效率。
摩擦系数λ由经验公式λ=0.3164/Re0.25计算。
2、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