化工原理辅导2
化工原理ppt-第二章流体输送机械
H
' S
p a p1
g
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二、离心泵安装高度
3.允许气蚀余量
H
' S
p a p1
g
由于HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性 能的参数，称为气蚀余量。 以NSPH表示，定义为防止气蚀发生，要求离心泵 入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温 度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。
性能曲线包括H～Q曲线、
N～Q曲线和 ～Q曲线。
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二、离心泵的性能参数与特性曲线
2．性能曲线
① H～Q特性曲线 随着流量增加，泵的压头下降，
即流量越大，泵向单位重量流体提 供的机械能越小。
② N～Q特性曲线 轴功率随着流量的增加而上升，
所以大流量输送一定对应着大的配 套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启 动电流最小。
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三、离心泵的选用、安装与操作
1.离心泵类型
（1）清水泵：适用于输送清水或物 性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的 液体。结构简单，操作容易。 （2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀 性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀 的材料制成，要求密封可靠。 （3）油泵：输送石油产品的泵，要 求有良好的密封性。 （4）杂质泵：输送含固体颗粒的液 体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片 数少。
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三、离心泵的选用、安装与操作
3.安装与操作离心泵
（1）安装 ①安装高度不能太高，应小于允许安装高度。 ②尽量减少吸入管路阻力，以减少发生汽蚀可能性。 主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路直径可稍大； 吸入管路减少不必要管件；调节阀装于出口管路。 （2）操作 ①启动前应灌泵，并排气。②应在出口阀关闭情况下 启动泵。③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。④ 经常检查轴封情况
复习资料化工原理下试卷答案2
第七章质量传递基础掌握一些基本概念：1、什么叫分子扩散？什么叫对流扩散？答：由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散，简称为扩散。
对流扩散即湍流主体与相界面之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。
2、什么是菲克扩散定律？写出表达式3、简述双膜理论的基本论点？答：其基本论点如下：1)相互接触的气，液流体间存在着定态的相界面，界面两侧分别存在气膜和液膜，吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。
2)在相界面处，气液两相处于平衡。
（3)膜内流体呈滞流流动，膜外流体呈湍流流动，全部组成变化集中在两个有效膜层内。
4、双膜理论是将整个相际传质过程简化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
经由气、液两膜层的分子扩散过程5、掌握相组成的表示方法：试题某吸收塔的操作压强为110 KPa，温度为25 ℃，处理焦炉气1800 m3/h。
焦炉气中含苯156 kg/h，其他为惰性组分。
求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比（即摩尔比）。
第八章气体吸收一、填空题1、吸收因数S可表示为Mv/L，它是＿平衡线斜率m＿与＿操作线斜率L/V＿的比值。
2、用水吸收氨-空气混合气体中的氨，它是属于＿气膜＿控制的吸收过程，对于该过程来说，要提高吸收速率，则应该设法减小＿气膜阻力＿。
3、在吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，所以混合气体量由塔底至塔顶逐渐减少。
在计算塔径时一般应以＿塔底＿的气量为依据。
4、吸收操作的依据是＿各组分在同一种溶剂中溶解度的差异＿，以达到分离气体混合物的目的。
混合气体中，能够溶解于溶剂中的组分称为＿吸收质＿或＿溶质＿。
5、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿难溶＿气体。
在吸收操作中＿增加＿压力和＿降低＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。
6、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为__ __N A =k y(y-y i)__，以传质总系数表达的速率方程为__N A =K y(y-y*)___。
夏清《化工原理》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解.
目 录第0章 绪 论0.1 复习笔记0.2 课后习题详解0.3 名校考研真题详解第1章 流体流动1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 流体输送机械2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 非均相物系的分离和固体流态化3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 传 热4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 蒸 发5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 蒸 馏6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 吸 收7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 蒸馏和吸收塔设备8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 液-液萃取9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 干 燥10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 结晶和膜分离11.1 复习笔记11.2 名校考研真题详解第0章 绪 论0.1 复习笔记一、化工原理课程的性质和基本内容1．课程的基本内容（1）单元操作根据各单元操作所遵循的基本规律，将其划分为如下几种类型：①遵循流体动力学基本规律的单元操作，包括流体输送、沉降、过滤、物料混合（搅拌）等。
②遵循热量传递基本规律的单元操作，包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。
③遵循质量传递基本规律的单元操作，包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。
④同时遵循热质传递规律的单元操作，包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。
从本质上讲，所有的单元操作都可分解为动量传递、热量传递、质量传递这3种传递过程或它们的结合。
（2）化工原理的基本内容化工原理的基本内容就是阐述各单元操作的基本原理、过程计算及典型设备。
2．课程的研究方法（1）实验研究方法（经验法）；（2）数学模型法（半经验半理论方法）。
化工原理习题2——离心泵
一、离心泵流量调节的方法如图，用离心泵将水由贮槽A 送往高位槽B ，两槽均为敞口，且液位恒定。
已知输送管路为φ45 mm×2.5 mm ，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20 m （包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数为0.02。
查该离心泵的样本，在输送范围内其特性方程为：H=18-6×105q v （q v 的单位为m 3/s ，H 的单位为m ）。
水的密度可取为1000 kg/m 3。
试求：（1）阀门全开时离心泵的流量与压头；（2）现关小阀门使流量减为原来的90%，写出此时的管路特性方程 （3）并计算多消耗在阀门上的功率（设此时泵的效率为62%）。
解：（1）在1-1’截面和2-2’截面间列伯努利方程2522222521,221,221,222212111023.381.914.3804.02002.082,422v v v q q q gd l l H gu d l l H d q u H g pg u z H g p g u z ef ef v f e ⨯=⨯⨯⨯=⨯+=⨯+==+++=+++∑∑∑∑∑---πλλπρρ所以因为已知z 1 = 0，z 2 = 3 m ，u 1 = u 2 ≈ 0；p 1 =p 2 = 0（表压） a ．管路特性曲线方程可以改写为：2521,1023.33v q H gp z H f e ⨯+=+∆+∆=∑-ρ b ．离心泵特性方程为：H=18-6×105q v 二式联立得：q v =4.03×10-3 m 3/s ，H=8.25 m注意：列管路特性方程时通常把两个截面的动能差△u 2/2g 那项忽略去（2）阀门全开时的管路特性曲线为1所示，工作点为M ；阀门关小后的管路特性曲线为2所示，新工作点为M ’关小阀门后M ’的流量与压头分别为：q v ’=0.9q v =0.9×4.03×10-3 =3.63×10-3 m 3/s H ’=18-6×105q v =18-6×105×(3.63×10-3)=10.09 m （通过离心泵求） 设此时的管路特性方程为：H e =B+K q v 2由于截面状况没有改变，因此B=3 m 不变，但是K 值因为关小阀门而增大，此时的新工作点M ’应满足管路特性方程，即： 10.09=3+K×0.003632 K=5.38×105 因此关小阀门后的管路特性方程为： H e =3+5.38×105 q v 2（3）计算多消耗在阀门上的功率？ 当阀门全开，而流量为q v ’ =3.63×10-3 m 3/s 时，管路所需的压头m 26.7) 103.63(1023.331023.332-3525=⨯⨯⨯+=⨯+=v q H e而现在离心泵提供的压头为H ’=10.09 m 。
化工原理第二章习题及答案
第二章流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A2、以下不是离心式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、往复泵适用于( )Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( )Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B8、流体经过泵后，压力增大∆p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离心泵停车时要( )Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：H e＝∆z＋∆p/ρg＋∆(u2/2g)＋∑H f,1-2，则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )Ａ水温太高Ｂ真空计坏了Ｃ吸入管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
《化工原理》(下)第二章 吸收第六次课
y2
−1
x2 L
此题中： x 2 = 0 , y 1 = 0.05 , V = 1500 22.4 = 67 kmol ⋅ h − 1
φ = 0 .95 , a = 93 m 2 ⋅ m -3 , H = 1 / 5 . 78 m ⋅ kN ⋅ kmol
思路就是由所求目标推至已知条件。 （ 1） 求 x 1
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三、增大单位吸收传质面积
面积主要由设备来决定，对于填料塔，应该注意： 面积主要由设备来决定，对于填料塔，应该注意： 填料的选型，应尽量选比表面积大的填料。 填料的选型，应尽量选比表面积大的填料。 增大气液分散度，液体喷淋均匀，填料充分润湿， 增大气液分散度，液体喷淋均匀，填料充分润湿， 保证上升气泡和液层充分接触，达到传质目的。 保证上升气泡和液层充分接触，达到传质目的。 采用湍流塔，促使气液充分湍动， 采用湍流塔，促使气液充分湍动，两相接触面不 断更新，扩大了接触面积。 断更新，扩大了接触面积。
用量为最少用量的1.5 倍。该塔在30℃和101.3kN ⋅ m−2 压力下操作，在操作条件下的平衡 关系为 pe = 5.78C kN ⋅ m−2 ，试求： （已知吸收为逆流吸收过程。） （1）出塔溶液浓度 x1 ； （2）用平均推动力法求填料层高度 Z ； （3）用吸收因数法求 Z 。
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首先列出已知条件，并用公式符号和标准单位表达出来。
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对于易溶气体， 约等于k 是气膜控制过程; 对于易溶气体，KG约等于kG ,是气膜控制过程; 关键是降低气 膜层的厚度。增加气体总压，增加气流速度， 膜层的厚度。增加气体总压，增加气流速度，增大气相的湍动 程度，则膜分系数增大，KY=P·kG 。但是,气流速度应根据设备 但是, 程度，则膜分系数增大， =P· 大小来考虑,不能超过液流速度。 大小来考虑,不能超过液流速度。 对于难溶气体,K 约等于k 是液膜控制过程: 对于难溶气体,KL约等于kL ,是液膜控制过程: 关键是降低液膜 厚度。提高吸收剂的流速，增大液相的湍流程度， 厚度。提高吸收剂的流速，增大液相的湍流程度，使液膜分系 数增大，KX约等于C·kL 。 数增大， 约等于C 溶解度适中的气体，其吸收速度由两个膜控制，同时增大气相 溶解度适中的气体，其吸收速度由两个膜控制， 和液相流速，增大两相的湍动程度，从而减小两膜的厚度。 和液相流速，增大两相的湍动程度，从而减小两膜的厚度。
化工原理2.2.2流体静力学基本方程
2）积分形式
南京工业大学
p2 p1 g(z1 z2 )
压力形式
p1
z1 g
p2
z2 g
能量形式
南京工业大学
3）引伸：
修正压强 pm (Modified Pressure)
pm p gz const.
静止、连通、恒密度流体在重力场中， 不同位置的流体质点间的修正压强不变。
2.静力学基本方程的应用
1) 压力及压力差的测量
南京工业大学
pa
a)简单测压管 p A
pA pB pa gR pA pa gR
R
AB
b)U形压差计：
pmA pm3 , pmB pm4 pmA pmB pm3 pm4 p3 p4
p1 p2 , p1 p3 gR, p2 p4 i gR pmA pmB p3 p4 (i )gR
南京工业大学
任意放置管：
pA
pmA pmB (i )gR
U型压差计测得的是修正压强
南京工业大学
pB
m
水平管
ZA ZB
pA pB (i )
R 12
c)微差压差计
南京工业大学
d 2 R / 4 D2h / 4
h R(d / D)2
p1 p2 (i )gR gR(d / D) 2
A
液封高度： h p pa g
b)化简得到微分形式:
z方向
dp gdz 0
x和y方向
dp / dx 0 dp / dy 0
c)通过对微分形式进行分析，得到结论：
①水平面为等压面：同一连续静止的流体中间，同一水平面上 静压相同。
化工原理内容概要-第2章
《化工原理》内容提要第二章流体输送机械1. 基本概念1）离心泵的主要构件：叶轮和蜗壳2）泵的流量q v：指泵的单位时间内送出的液体体积，等于管路中的流量，这是输送任务所规定必须达到的输送量。
3）泵的压头（又称扬程）He是指泵向单位重量流体提供的能量。
4）流体输送机械的分类：动力式（叶轮式）、容积式（正位移式）、其他类型。
5）离心泵的主要构件：叶轮和蜗壳。
6）离心泵的主要性能参数：流量、扬程、效率、轴功率。
7）离心泵特性曲线：描述压头、轴功率、效率与流量关系的曲线。
8）离心泵的工作点：泵特性曲线与管路特性曲线的交点。
9）离心泵的调节：改变管路特性（阀门的开大关小，改变K值）；改变泵的特性（改变D、n，调节工作点）。
10）往复泵的结构：由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀（活门）构成，有电动和汽动两种驱动形式。
2. 基本原理1）离心泵的工作原理：电动机经泵轴带动叶轮旋转，叶片间的液体在离心力作用下，沿叶片间的通道从叶轮中心进口处甩向叶轮外围，以很高速度汇入泵壳；液体经泵壳将大部分动能转变为静压能，以较高压力从压出口进入排出管。
2）泵的汽蚀现象：当水泵叶轮中心进口出压力低于操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压时，液体将发生沸腾部分汽化。
所生成的汽泡，在随液体从叶轮进口向叶轮外围流动时，因压强升高，气泡立即凝聚。
高速度冲向原空间，在冲击点处产生高频高压强冲击。
当气泡的凝结发生在叶轮表面时，气泡周围液体在高压作用下如细小的高频水锤撞击叶片，加之气泡中可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用，将导致叶片过早损坏。
3）离心泵的选用原则：①根据被输送液体的性质确定泵的类型；②确定输送系统的流量和所需压头；③根据所需流量和压头确定泵的型号。
4）往复泵的工作原理：活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。
5）气体输送的特点：气体的密度相对液体很小，①动力消耗大；②气体输送机械体积一般都很庞大；③输送机械内部气体压力变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。
化工原理课后思考题2-14
化工原理第二章流体输送机械问题1. 什么是液体输送机械的压头或扬程?答1．流体输送机械向单位重量流体所提供的能量(J/N)。
问题2. 离心泵的压头受哪些因素影响?答2．离心泵的压头与流量，转速，叶片形状及直径大小有关。
问题3. 后弯叶片有什么优点? 有什么缺点?答3．后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转换成势能时损失小，泵的效率高。
这是它的优点。
它的缺点是产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大。
问题4. 何谓"气缚"现象? 产生此现象的原因是什么? 如何防止"气缚"?答4．因泵内流体密度小而产生的压差小，无法吸上液体的现象。
原因是离心泵产生的压差与密度成正比，密度小，压差小，吸不上液体。
灌泵、排气。
问题5. 影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?答5．离心泵的特性曲线指Hｅ～qV，η～qV，Pａ～qV。
影响这些曲线的主要因素有液体密度，粘度，转速，叶轮形状及直径大小。
问题6. 离心泵的工作点是由如何确定的? 有哪些调节流量的方法?答6．离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的。
调节出口阀，改变泵的转速。
问题7. 一离心泵将江水送至敞口高位槽, 若管路条件不变, 随着江面的上升,泵的压头He, 管路总阻力损失H f, 泵入口处真空表读数、泵出口处压力表读数将分别作何变化？答7．随着江面的上升，管路特性曲线下移，工作点右移，流量变大，泵的压头下降，阻力损失增加；随着江面的上升，管路压力均上升，所以真空表读数减小，压力表读数增加。
问题8. 某输水管路, 用一台IS50-32-200的离心泵将低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽, 阀门开足后, 流量仅为3m3/h左右。
现拟采用增加一台同型号的泵使输水量有较大提高, 应采用并联还是串联? 为什么?答8．从型谱图上看，管路特性曲线应该通过H=3m、qV =0点和H=13m、qV=3m3/h点，显然，管路特性曲线很陡，属于高阻管路，应当采用串联方式。
化工原理第二版两册答案习题附图主编
第一章 流体流动4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ 7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。
液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。
试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h 。
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38．某气体转子流量计的量程范围为4～60m3/h。现用来测量压力为60kPa（表压）、温度为50℃的氨气，转子流量计的读数应如何校正？此时流量量程的范围又为多少？（设流量系数CR为常数，当地大气压为101.3 kPa） 解：操作条件下氨气的密度：
332kg/m022.1)50273(31.8017.010)603.101(RT
pM
084.1022.12.12112
SS
V
V
即同一刻度下，氨气的流量应是空气流量的1.084倍。 此时转子流量计的流量范围为4×1.084～60×1.084m3/h，即4.34～65.0 m3/h。 2．用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为201.040QH，管路特性方程为203.025QHe，两式中Q的单位均为m3/h，H的单位为m。试求：
（1）泵的输送量； （2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送量为多少？若并联操作，输送量又为多少？ 201.040QH 解：（1）
203.025QHe
联立：2203.02501.040QQ 解得：hm36.193Q （1） 两泵串联后： 泵的特性：)01.040(22QH 与管路特性联立： )01.040(203.02522QQ 解得：hm17.333Q （2） 两泵并联后： 泵的特性：2)2(01.040QH 与管路特性联立： 22)2(01.04003.025QQ
解得：/hm48.213Q P28例题1-14 42．用离心泵将水从敞口贮槽送至密闭高位槽。高位槽中的气相表压为98.1kPa，两槽
液位相差10m，且维持恒定。已知该泵的特性方程为24102.740QH（单位：H—m，Q—m3/s），当管路中阀门全开时，输水量为0.01 m3/s，且流动已进入阻力平方区。试求： （1）管路特性方程； （2）若阀门开度及管路其他条件等均不变，而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液，求碱液的输送量。 解：（1）设输送水时管路特性方程为 2BQAHe
其中，2081.91000101.98103gpzA 当输水量为0.01 m3/s时，由泵特性方程与管路特性方程联立： 22401.02001.0102.740B
得 51028.1B 即此时管路特性方程为 251028.120QHe （2）当改送密度为1200 kg/m3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程 3.1881.91200101.98103''gpzA
流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则B不变。因此管路特性方程变为 251028.13.18QHe
将该方程与泵特性方程联立， 25241028.13.18102.740QQ
可得碱液输送量 /sm0104.03'Q 4、某生产过程每年须生产滤液3800 m3，年工作时间5000h，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5h，其中过滤时间为1.5h，将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4×10-6m2/s； qe=2.5×10-2m3/m2。滤饼不洗涤，试求： （1） 所需过滤面积， （2） 今有过滤面积8m2的过滤机，需要几台？ 解：已知生产能力为3800m3滤液/年，年工作日5000h， T=2.5h ，t=1.5h ， K=4×10-6m2/s ，qe=2.5×10-2m3/m2 ， （1） 因为 Q=3800/5000=0.76m3滤液/h 由式（2-42）
5.2360076.0VTV
所以 V=2.5×0.76=1.9 m3 由式（2-38a）
AAAAKtAVqAVe2226222105.961.31016.236005.1104)9.1(105.22)9.1()(2)(
解之 A=14.7 m2≈15 m2 (2) 因为过滤机为8 m2/台， 所以需2台过滤机。 5、BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为810×810×25mm，共36个框，现用来恒压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为K=2.72×10-5 m2/s；qe=3.45×10-3m3/m2。每滤出1 m3滤液的同时，生成0.148 m3的滤渣。求滤框充满滤渣所需时间。若洗涤时间为过滤时间的2倍，辅助时间15min，其生产能力为多少？ 解：滤框总容积V0=0.812×0.025×36=0.590 m3 过滤面积 A=0.812×2×36=47.2 m2
s2831072.20845.01045.320845.02/mm0845.02.47148.0590.05322230KqqqtvAVAVq
e 生产总周期为T=283+2×283+15×60=1749s 由 vAVAV0 得一个周期滤液量为 30m99.3148.0590.0vVV 所以生产能力为h/m21.8174999.3360036003滤液TVQ 2-3、采用过滤面积为0.2m2的过滤机，对某悬浮液进行过滤常数的测定。操作压强差为0.15MPa，温度为20℃，过滤进行到5分钟时，共得滤液0.034m3；进行到10分钟时，共得滤液0.050 m3。试估算（1）过滤常数K和qe ；（2）按这种操作条件，过滤进行到1小时时的滤液总量。 解：（1）过滤时间t1＝300s时
17.02.0034.011AVq m3/ m2 t2=600s时 25.02.0050.022AVq m3/ m2 根据式（2－39a）
KqKqee60025.0225.030017.0217.022
联立解之 K=1.26×10-4m2/s qe=2.61×10-2 m3 /m2 （2） Ve=A qe=0.2×2.61×10-2=5.22×10-3 m3 由式（2－39） V2+2×5.22×10-3V=1.26×10-4×0.22×3600 解得 V=0.130m3 7、生产中要求在过滤时间20min内处理完4 m3例2－3中料浆，操作条件同例2－3,已知每m3滤液可形成0.0342 m3滤饼。现使用的一台板框压滤机，滤框尺寸为450×450×25mm，滤布同例2－3，试求：（1）完成操作所需滤框数；（2）若洗涤时压强差与过滤时相同，滤液性质与水相近，洗涤水量为滤液体积的1/6时的洗涤时间（s）；（3）若每次辅助时间为15min，该压滤机生产能力（m3滤液/h）。 解：（1）已知悬浮液的处理量 Vs＝4 m3，滤饼与滤液体积比v＝0.0342，因此一次操作获得的总滤液量为 87.30342.0141vVVs m3
由例2－3知 K=1.26×10-4 m2/s 、 qe=2.61×10-2 m3/ m2 由式（2－39） 3.872+2×0.0261A×3.87＝1.26×10－4A2×20×60 解得 A=10.6m2 每框两侧均有滤布，故每框过滤面积为 0.45×0.45×2＝0.405 m2 所需框数 10.6÷0.405＝26.3 取27个滤框。则滤框总容积为 0.45×0.45×0.025×27＝0.137 m3 滤饼总体积 vV＝0.0342×3.87＝0.132 m3<0.137 m3 因此，27个滤框可满足要求。实际过滤面积为27×0.405＝10.9 m2 （2）因为 Ve=qeA=2.61×10-2×10.9=0.284 m3 每次洗涤水用量 VW=1/6V=3.87/6=0.645 m3 所以由式（2-42）洗涤时间为
sKAVVVteWW14339.101026.1)284.087.3(645.08)(8242
（3）由式（2－43），该压滤机的生产能力 Q= 94.3601514336020360087.3 m3/h 8、拟在9.81×103Pa的恒定压强差下过滤某悬浮液。已知该悬浮液由直径为0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中组成，过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为60%，水的粘度为1.0×10－３Pa·s，过滤介质阻力可以忽略，若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为0.333m3。 试求：1）每平方米过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间；2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？ 解：1）求过滤时间 已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为 Kq2 单位面积获得的滤液量 q=1.5 m3/ m2 过滤常数 vrpKs'21
对于不可压缩滤饼，s=0，r'=r=常数，则 rvpK2
已知Δp=9.81×103Pa，μ=1.0×10－3Pa·s，v=0.333m3/m2 32
2
15a
r，又已知滤饼的空隙率ε=0.6
球形颗粒的比表面4332106101.0666ddda m2/m3
所以 10322410333.16.06.011065r 1/m2 则 310331042.4333.010333.1100.11081.92Km2/s 所以 5091042.45.1322Kqs 2）过滤时间加倍时增加的滤液量 101850922' s
则 12.210181042.4''3Kq m3/m2 62.05.112.2'qq m3/m2 即每平方米过滤面积上将再得0.62m3滤液。 例3-16 在一单壳程双管程列管式换热器中，用130C的饱和水蒸汽将36000kg/h的乙醇水
溶液从25C加热到80C。列管换热器由90根mm5.225，长3m的钢管管束组成。乙醇水溶液走管程，饱和水蒸汽走壳程。已知钢的导热系数为45W/m·K，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3，粘度为1.2×10-3Pa·s，比热为4.02KJ/kg·K，导热系数为0.42W/m·K，水蒸汽的冷凝对流传热系数为104W/m2·K，忽略垢层热阻及热损失。 试问：（1）此换热器能否完成任务？（2）若乙醇水溶液流量增加20%，若溶液进口温度、饱和水蒸汽压力不变的条件下，仍用原换热器，乙醇水溶液的出口温度变为多少？（乙醇水溶液的物性可视为不变） 解 （1）热负荷 )W(.)(./)tt(cmQPs631222102112258010024360036000 传热速率 mtAKQ11
对数平均温度差 13.7450105ln)80130()25130(mt℃