文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 化工原理的计算题

化工原理的计算题

∑-+++=+++1

0,2111

200022f H

g

u z g p H g u z g p ρρ 其中,z0=0,z1=16m ,p0= p1= 0(表压),u0=0,u1=0

2255225522210,1.23241806.010007.02081.914.302.08)(8g 2g 2v

v v f q q q d l d l

g u d l u d l H =+???=+=?+?=∑

-)(排

排入入排入πλλλ21.23241816v

q H +=(2) He = 30-6×105×0.00412 = 19.914m ,Pa=Pe/ = gHeqv/ =1000×9.81×19.914

×0.0041/0.65= 1232 W

【2】将2×104 kg/h 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B (如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15 m ,反应器液面上方维持26.7 kPa 的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为?76mm ×4mm 、长26.6m 的不锈钢管,摩擦系数为0.0293。管线上有两个全开的闸阀ζ 1 = 0.17、5个90°标准弯头ζ 2 = 0.75。45℃氯苯的密度为1075 kg/m3,粘度为6.5×10-4 Pa ·s 。若泵轴功率为1.86kW ,求泵效率。 解:如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面,

∑-+++=+++2

1,2222

211122f e H

g

u z g p H g u z g p ρρ

P

1

334

10168.536001075102--??=??=

s m q V

1

2

3

242.1068.04

10168.5--?=??=

s m u π

5

4106.1105.61075

42.1068.0?=???=

-e R

∑-+

++-=2

1,2221

22f e H

g

u z g p p H ρ

闸进局局直,,,,,,,2

1,52f f f f f f f H H H H H H H

++=+=∑-

m g u d l H f 178.181.9242.1068.06.260293.022

2,=???=?=λ

直 m H f 4717.081.9242.1)75.0517.025.0(2

,=??

?+?+=局

4717

.0178.181

.9242.11581.9107510)7.263.101(2

3++?++??-=

e H =23.83m

%9.691086.11030.13

3

=??==

a e P P η

【3】如图所示输水系统,已知管路总长度(包括所有当量长度,下同)为100m ,压力表之后管路长度为80m ,管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m ,水的密度为1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为15m3/h (1)整个管路的阻力损失,J/kg ;(2)泵的轴功率,kW 。

解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ;由题意知,

s m A

q u v

/12.2)

405.03600(15

2=?

?==

πkg J u d l h

f

/1.1352

12.205.010003.022

2=??=??

=∑λ

(2)在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面

∑-+++=+++10,1

21020022f e h p u gH h p u gH ρρ ∑=kg J h f /1.135

u0= u1=0,p1= p0=0,H0=0,H=20m ,代入方程得:kg J h gH h f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ s kg q q v m /17.41000360015=?=

=ρ W h q P e m e 5.1381=?= η=80% kW

W P P e a 727.11727===η

16 【1】用离心泵把20℃的水从开口贮槽送至常压容器,贮槽和容器内水位恒定,

相对位置如图。吸入管直径Φ78×4mm 、长20m ,排出管直径Φ66×3mm 、长100m (各段均包括所有局部阻力的当量长度),摩擦系数均为0.02,离心泵特性曲线为:He=30-6×105qv2(其中He 为m ,qv 为m3/s )。求:1)管路流量

(m3/h ); 2)若泵的效率为65%,求其轴功率。

解:(1)在贮槽液面0-0′与贮槽液面1-1′间列机械能衡算方程,并以0-0′为基准水平面。

因He = H ,有He=30-6×105qv2=16+232418.1qv2

解得:qv= 0.0041 m3/s = 14.76 m3/h P1 = 26.7kPa ,z1 = 0, u1=0;p2 = 101.3kPa, z2 = 15m

Pe = Heqvρg = 23.83 *5.168*10^-3*1075* 9.81 = 1.30 *10^3W

H=2H1=2m

2

32363/105.2,/104K ,5.1,

5.2,/hr 5000,/3800m V m m q s m hr hr year year e D w -?=?===+=τττ恒压工作已知:

解:每一周期滤液量

3

9.15

.2/50003800

V m ==

恒压过程

τ

K qq q e =+22

2

322262/124.0105.2)105.2(36005.1104m m q q K q e

e =?-?+???=-+=--τ

23.15124.09

.1m q V A ===

91.183.15===单A A n

取n=2

解:恒压时

τ

2e 2

A VV 2V K =

+ 已知

()()(1010A V 2422410

A 4V 242e 22e 2+?=+?++?=?+K K

m in /4.2,1V 22e L KA L ==∴m in

101010212++=?+?+=ττττ2

2e 222A V V 2V τK =+∴L

5.7V 1=解得:L 5.1245.7V -V -V V 122=--=?=?∴

【6】有一叶滤机,自始自终在恒压过滤下过滤水悬浮液时,得到如下过滤方程τ250202=+q q ,在实际操作中,先5min 时间内做恒速过滤,此事过滤压强自零上升至上述实验压强,此后做恒压过滤,全部过滤时间为20min 。试求:(1)每一循环过程中每2m 过滤面积得到的滤液量(2)之后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼,洗涤时间为多少? 2

/4.58q m L =∴

解:(1)恒压过滤τ

K qq q e =+22m in /250,/10q 422e ?==∴m L K m L 恒速过滤时 2/1121

τK q q q e =+525021

1012

1

?=

+q q 即:21/5.20q

m L =∴

恒压过滤

)()(2)(1

1212ττ-=-+-K q q q q q e )

520(250)5.20(102)5.20(22

-=-??+-q q 即:

洗涤2/7.1151m L q q w ==叶滤机L q q K d dq e w 83.1)104.58(2250)(2=+=+=??? ??ττ

min 4.683.17

.11==???

??=

∴w

w w d dq q ττ

【7】现有一底面积为5.0m2的降尘室,用以处理20℃的常压含尘空气。尘粒密度为1800kg/m3,现需要

将直径为25μm 以上的颗粒全部除去。试计算:(1)该降尘室含尘气体的处理能力,m3/s ;(2)若在该降尘室中均匀设置6块水平隔板,则含尘气体的处理能力为多少m3/s? 已知20℃空气的密度 =1.2 kg/m3,粘度μ=1.81×10-5Pa ·s 。

解:(1)假设颗粒沉降处于斯托克斯区,则沉降速度为

μ

ρρ18)(2min g d u p

t -=

s

m /034.01081.11881

.9)2.11800(10255

122=???-?=

--

2

056.01081.12

.1034.01025Re 5

6min <=????=

=

--μ

ρ

t p u d 假设成立,气体的处理量为qV = Aut = 5×0.034 = 0.17m3/s

(2)当均匀设置n 块水平隔板时,实际降尘室面积为(n+1)个A ,所以气体的处理量为 qV = (n+1)Aut =(6+1)×5×0.034 = 1.19m3/s

【8】用一长2.0m 、宽1.0m 的降尘室,在20℃常压下处理1800m3/h 的含尘空气。已知空气密度 =1.2kg/m3, =1.81×10-5Pa s ,所含球形尘粒密度2400kg/m3,试计算可被100%除下的最小颗粒的直径。 解:设100%除去的颗粒沉降处于斯托克斯区qv=Aut

s m BL q A q u v v t /25.036000.10.21800

=??===

m g u d p t p μρρμ8.581088.581.9)2.12400(25

.01081.118)(1855min =?=?-???=-=

∴--2

974.01081.12.125.0108.58Re 5

6min <=????==--μρt p u d

因此假设成立,故可被100%除下的最小颗粒的直径58.8 m

【4】某生产过程每年欲得滤液38003m ,年工作时间5000hr ,采用间歇式过滤机,在恒压下每一操作周期为2.5hr ,其中过滤时间为1.5hr ,将悬浮液在同样操作条件下测的过滤常数为s m k 26104-?=,

m q e 2105.2-?=,滤饼不洗涤,求(1)所

需过滤面积(2)需要82m 的过滤机几台?

【5】在恒压下对某种悬浮液进行过滤,过滤10分钟得滤液4升。再过滤10分钟得2升,如果继续10分钟得到几升?

s m g d u p

t /1067.4105.31881

.9)30.13000()1010(18)(35262min ---?=???-??=

-=

μ

ρρ

21072.1105.330

.11067.41010Re 3536min

----μ

ρ

t p u d

故假设正确。单层流量:qV 单=Lbut= 4×2×4.67×10-3 = 0.037m3/s ;降尘室处理能力:qV=(19+1)qV 单=20×0.037= 0.74m3/s =2664m3/h

【10】一单壳程单管程列管换热器,由?25mm ×2.5mm 、长3m 的钢管束组成。流量为1.5kg/s 的苯在管内流动,由80℃冷却到30℃。冷却水在管外和苯呈逆流流动,进口温度为20℃,出口温度为50℃。已知水侧和苯侧的给热系数分别为1700W/(m2·℃)和900W/(m2·℃),苯的平均比热容为1.9×103J/(kg ·℃),钢的导热系数为45W/(m ·℃),污垢热阻和换热器的热损失忽略不计。试求该列管换热器的管子数 Q=KA △tm=Kn πdL △tm 其中Q=qm1cp1(T1-T2)=1.5×1.9×103×(80-30)=142.5×103W=142.5kW d2/d1=25/20=1.25<2,故dm=(20+25)/2=22.5mm 因此,

)

/(5.4901700

1

5.224525105.220900251

111

2322121

C m W d d d d K o m ?=+

???+?=

?

???

??+?+?=

αλδα

C t t t t t o m 2.18203050

80ln )

2030()5080(ln

1

212=-----=???-?=

?

7.672.18310255.49014.3105.14233

2=??????=?=

m t L Kd Q n π

【11】在由100根Φ25 2.5mm 、长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。已知加热蒸汽温度为120℃,空气的质量流量为6000kg/h ,空气的进、出口温度分别20℃和60℃,操作条件下空气比热为1.005 kJ/(kg ℃),空气的对流给热系数为50 W/(m2 ℃),蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2 ℃),假定管壁导热热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求:(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?

1.

()()s

kJ t t c q Q p m /0.672060005.13600/60001222=-??=-=需 2.C

m W d d K ??=?+

=

+=

21

1222/8.3950

02.0025.0800011

1

1αα

3.2

256.233025.014159.3100m A =???=

C t t t t t m ?=-----=???-?=

?3.786012020120ln 6012020120ln

2

111)()

()

()(

s KJ s J t A K Q m /43.73/3.734253.7856.238.3922==??=?= 可见,Q>Q 需,故能够完成生产任务。

【12】列管式换热器中,用饱和温度126℃的蒸汽将470m3/h 的某一溶液从40℃加热到45℃,采用Φ38×3mm 的钢管λ=46.5W/(m ·K),管长2m ,试计算所需传热面积和管子根数n 。已知水蒸汽α1=11600W/(m2·K);某溶液在管内流过α2=3700W/(m2·K),ρ=1320kg/m3,cp=3.4kJ/(kg ·K)。 解:溶液吸收的热量为QL=qv ρcp △t=470×1320×3.4×(45-40)≈3×106W/h (126→126 △

t1=126-40=86℃) (40→45 △t2=126-46=81℃)

C t t t t t m ?=-=???-?=

?05.838186

ln 81

86ln 2

1

21d2/d1=38/32<2,故dm=(38+32)/2=35mm

1

221

111213933

383700135385.46003.01160011

111--??=?+?+=?

+?+=

K m W d d d d K m αλδα

2

6

9.1605.832139103m t K Q A m =??=?=

n = 16.9/(3.14×0.038×2) =70.8=71根 完

【9】常温下,用长4m 、宽2m 、高2m ,含19层隔板的降尘室除去某含尘气中的尘粒。已知尘粒密度为3000kg/m3,含尘气密度为 1.30kg/m3,粘度为 3.5×10-5Pa.s ,尘粒直径在10μm 以上,求该降尘室的处理能力(m3/h )。解:设为层流沉降:

化工原理计算题
化工原理计算题_工学_高等教育_教育专区。计算题 1 化工原理试卷(计算题) 班级 姓名 分数 一、计算题 ( 共 43 题 320 分 ) 1. 5 分 (2823) 如图,用......
化工原理复习资料选择及计算题---答案
化工原理复习资料选择及计算题---答案_工学_高等教育_教育专区。化工原理复习基...
化工原理计算练习题(含答案)
化工原理计算练习题(含答案)_理学_高等教育_教育专区。1.将浓度为 95%的硝...
化工原理计算题
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。流体流动、流体输送机械习题 主要计算公...
化工原理计算试题 (1)
化工原理计算试题 (1)_能源/化工_工程科技_专业资料。离心泵的计算 1 计算题 j01b10029 如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), DA=100mm,DB =240mm,水......
化工原理计算试题
化工原理计算试题_理学_高等教育_教育专区。离心泵的计算 1 计算题 j01b1...
石油大学(北京)化工学院 化工原理(下册)题库 三、 计算题 1、(15 分)在...
【第一部分】化工原理 计算题
【第一部分】化工原理 计算题_数学_自然科学_专业资料。【1-1】如习题 1-6...
化工原理 计算题
化工原理 计算题_理学_高等教育_教育专区。三 计算题 1 (15 分)在如图所...
化工原理计算题
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。流体流动、流体输送机械习题 v1.0 ...
化工原理计算题例题
化工原理计算题例题_理学_高等教育_教育专区。化工原理计算题例题 三 计算题 1...
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。流体流动、流体输送机械习题主要计算公式...
化工原理计算题--必须掌握
化工原理计算题--必须掌握_物理_自然科学_专业资料。已知d=60mm,l吸入=...
化工原理计算题
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。. 流体流动、流体输送机械习题 主要计...
化工原理干燥计算题
化工原理干燥计算题_化学_自然科学_专业资料。1、将在常压下温度为30℃、相对湿...
化工原理计算题
流体流动、流体输送机械习题 主要计算公式: 1、流体静力学基本方程式: p p0...
化工原理计算题
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。. 流体流动、流体输送机械习题 主要计...
化工原理计算题
化工原理计算题_物理_自然科学_专业资料。. . . 流体流动、流体输送机械习题...
化工原理计算题
化工原理计算题_工学_高等教育_教育专区。化工原理计算复习题 第一章 流体流动 ...