化工原理大题题库

书上习题1 — 4040.用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。

水槽敞口。

塔内表压为。

水槽水面至 塔内水出口处垂直高度差 22m 已知水流量为42.5m 3/h ，泵对水作的有效功为 kg ，管路总长110m （包括局部阻力当量管长），管子内径 100mm 试计算摩擦系数入值。

解：如图，作1— 1、2— 2截面，取1 — 1为零截面。

在1--1与2--2（管外侧）间列柏努利方程：2 2gZ 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + 叫Z 1= 0 , Z 2= 22 m , U 1 0 , 0 , p 1(表)=0p 2= =104 =104 Pa管内流速 u= V=( — 3600) = 1.50 m/sA 4W e = gz 2+ p 2/ + h f 即=22+ 104/103+ h f答:摩擦系数入值为。

j01b10048（题目）（ 题分：10）用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为x 104Pa ，水槽液面恒定，其上方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m ，在某送液量下，泵对水作的功为kg ，管内摩擦系数为，吸入和压出管路总长为110m （包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）。

输送管尺寸为0 108x 4mm 水的密度为1000kg/m 3。

求输水量为多少 ni/h 。

2 △h f = J/kg . l le h f =du 2/2 =110 0122h fL L e u2 d 2• W=gz 2+ h f = 25 9.81 0.03He W e 319.41 32.56m g 9.81Ne HeV g 32.56 丄5- 3600贝 S Na=Ne/ == 310 W= kW2120 120°25皿 319.41J/kg0.075j01b10048（答案）解：如图，作1— 1、2-2截面，取1 — 1为零截面。

在1--1与2—2（管内侧）间列柏努利方程：gZ 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + h fZ 1= 0，Z 2= 20 m ， U 1 0， p 1（表）=0, W e = J/kg W=gz 2+ p 2（表）/ + U 2 /2 + h f ，h fL L e u fd2即=20+ 104/1000+（1 + 110/ u 22/2• U 2=1.50 m/s• Vu 2 d 24d 108 2 4 100mm 0.1m• V= （/4） 2= 10-2 m 3/s=42.5 m 3/h答：输水量为hj01a10054（题目）（ 题分：10）密度为1200 kg/ m 3的盐水，以25 m 3/h 的流量流过内径为 75mm 的无缝钢管，用泵由低位 槽输至高位槽。

两槽皆敞口，两液面高度差为 25叶钢管总长120m,局部阻力为钢管直管阻力的25%。

设摩擦系数=，泵的效率耳=，求泵的轴功率。

解：如图，作1— 1、2— 2截面，取1 — 1为零截面。

在1--1与2—2（管外侧）间列柏努利方程：2 2gz 1+U 1 /2+p 1/ +W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ + h fZ 1= 0，Z 2= 25 m ，U 1 0，匕=0 （管外侧），p« 表）=p 2（表）=0,1.572m/s ， -3600 0.07524W=g Z 2+ 管内流速uh f ，V d 24 1200 9.81 2661.6W答：泵的轴功率为 kW 。

j02d10068( 题目 ) ( 题分： 10)往复泵各一台并联操作输水。

两泵“合成的”性能为： He = － (q v -20) 2，2阀全开时管路特性为： He'= 45+K q v 2, ( 二式中： He 、He'--mH 2O ，q v --L/s) 试验中停开往复泵， 仅离心泵操作， 阀全开时流量为 51.6L/s 。

试求管路特性方程 He'=H 0 + K q v 2中的K 直。

解：依题意知，往复泵流量为 20 L/s ，离心泵单独操作的性能为： He = －••• K = 0.0043 m/(L/s)管路特性方程 He'=H 0 + K qj02d15142( 题目 ) ( 题分： 15)一生产系统用离心泵来输送水，已知阀门全开时管路性能曲线为 H e =45+ q v 式中H 为需要泵提供的扬程 m 水柱,q v 为流量l/s,而离心泵性能曲线为H= q v ,H--m 水柱,q v --l/s(1) 求阀门全开时的水流量为多少 m /h3(2) 如生产要求输水量提高 8%,现有一输送能力为 q v =72m 3 /h 的往复泵 , 有人建议将往复 泵和离心泵并联使用 , 这一方案是否可行 j02d15142( 答案 ) (1)45+ = q vq v =3q v =51.61 l/s=185.76 m 3/h(2) 离心泵与往复泵的性能曲线示意如下 : 泵联合体性能曲线为 H'-- q v ' 线如下图所示 , 由并联的性质可知H '=H i ,H 2 '=H 2 ,……而 q vi '= q v i + q v 往，q v 2 '= q v 2 + q v 往， ............... 以H=H', q v =Q =q v '- q v 往；代入 日=中2H'= '- q v 往)考虑到 q v 往=72 m 3 /h=20 l/s 得泵联合体性能曲线方程 : H'= '-20)2; q v 增大 8%即 q v '= X =55.73 L/s2需要的扬程为 :He=45+2 =58.35 m 而联合体能提供的扬程为 :H'=58.6 m • H'>He 故此方案可行。

以离心泵、q v 指总流量。

离心泵单独操作时的工作点： 即一X = 45 + K XHe = He' ， q v = 51.6 L/s答: 22v中的K 值为m/(L/s)Q*Qa團〉套毘能曲线H a厂泵帝合件性能曲戏j03a10018(题目)( 题分：10) 用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液 ？滤叶每侧过滤面积为 2卅,共10只滤叶测得：过滤 10min 得滤液；再过滤10min 共得滤液？已知滤饼与滤液体积比 n=?试问:(1)过滤至滤饼厚 为21mm 即停止，过滤时间是多少 (2)若滤饼洗涤与辅助时间共 45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计 ？ 解： (1) •/ V + 2VVe = KA 2 2 由题意得 + 2 X = KA X 10 ......... (a)2 + 2 X = KA X 20 ......... (b) 23(a)? (b)联立，解得 KA = 0.2076 m /min,Ve = 0.1374 m2又 A = 10 X 2 X = 13.12m 过滤终了时，共得滤液量 =2.755 m 由 + 2 XX = E , ••• (2) 生产能力=n V E /(V E = XE = min E + w +R ) 3 = X +45) = 0.194 m 滤饼/h j03a10019(题目)( 题分：10) 用某板框压滤机恒压过滤钛白水悬浮液 ？框空的边长810mm 正方形),框厚42mm 共10 个框，测得：过滤10min 得滤液；再过滤10min 共得滤液 已知滤饼与滤液体积比 n=?试问:(1)至滤饼充满滤框时停止过滤 ，过滤时间是多少(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少以每小时得的滤饼体积计解： (1) •/ V + 2VVe = KA 2 由题意得 + 2 X = KA X 10 ......... (a) + 2X = KA 2X 20.......... (b)(a)? (b)联立，解得 KA = 0.2076 m /min,Ve = 0.1374 m又 A = 10 X 2 X = 13.12m2过滤终了时,共得滤液量V E = X3=2.755 m由 + 2 XX = , /. E= min(2) 生产能力=n V E /(E+ w + R )=X +45) = 0.194 m 3/h(滤饼)j03b10065一小型板框压滤机有框 10块,长宽各为0.2m,在X 105pa(表压)下作恒压过滤共二小时 滤框充满共得滤液160L,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计，求:(1) 过滤常数K,洗涤速率［m 3/hr ］。

(2) 若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干［m 3滤液/hr ］。

解：3(4 X 2X =0.0125 m /当厶P 增加一倍时，K' =2K 5=K' T 'T ' = X /(2 X =1h3故生产能力为(1+1)=0.08 m /hj03b10074(题目)( 题分：10)一台BMY10型板框过滤机，过滤面积为10nf,过滤操作压差为X 105pa,过滤15分钟后得 滤液量2.5m 3(滤饼为不可压缩，介质阻力不计)。

3试问:(1)若该机生产能力为 4m/h ，计算洗涤，卸料等辅助时间为若干 (2) 若操作压差改为X 105pa,过滤时间和辅助时间仍不变，则生产能力将变为多少解：(1) Q = V/(T + T D + T WQ = /( 15/60 + T D + T W5分T D + T W = hr = min222(2)V=KA T 「. =KX10 X 5分2 K= 0.25 m /h2K ' /K=AP ' /AP ••• K ' =X = 0.15 m /hr 2 2 2 2(V ' ) =K 'A T '• (V ' ) =X10 X3V ' = 1.936 mQ ' =/( + )= 3.90 m 3/hr j05a10208(题目)( 题分：10)在内管为0 180 X 10mm 的套管换热器中，将流量为3500kg/h 的某液态烃从100C 冷却到(1) △ P=2atA= 2XX 10X 2 m =0.8 mV 2=K A T ;q=V/A= =0.2 m2q =K T3/m2K=2=0.02m /h洗涤速率(dq/d0 )w =(1/4)(K/(2q))60C ,其平均比热C p=kg C ,环隙走冷却水，其进出口温度分别为40 C和50C ,平均比热C p=kg C基于传热外面积的总传热系数K=2000w/(m2. C ),且保持不变。