(注冊化工考題)化工原理試題

1、第2章 流體輸送2-1某離心泵以水進(jìn)行泵性能實(shí)驗(yàn)，體積流量為，泵出口壓力表讀數(shù)為，泵入口真空表讀數(shù)為。若壓力表和真空表測壓截面間的垂直距離為，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為及，試求泵的揚(yáng)程。（ 答：）解：，。2-2在一化工生產(chǎn)車間，要求用離心泵將冷卻水由貯水池經(jīng)換熱器送到另一個(gè)高位槽。已知高位槽液面比貯水池液面高出，管路總長（包括局部阻力的當(dāng)量長度在內(nèi)）為，管內(nèi)徑為，換熱器的壓頭損失為，在上述條件下摩擦系數(shù)可取為，離心泵在轉(zhuǎn)速時(shí)的特性曲線數(shù)據(jù)如下表所示。00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0082625.524.5232118.515.5128.5試求：（1）

2、管路特性曲線；（2）泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流量及壓頭。 （答：）解：設(shè)管路特性曲線為，代入上式得：，計(jì)算列表如下：00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0081010.51214.51822.628.134.642.2作泵的特性曲線和管路特性曲線圖得：由圖可以看出，泵的工作點(diǎn)為兩條特性曲線的交點(diǎn)。工作點(diǎn)：，。2-3某離心泵的額定流量為，揚(yáng)程為。試問此泵是否能將密度為、流量為的液體，從敞口貯槽向上輸送到表壓為的設(shè)備中，敞口貯槽與高位設(shè)備的液位的垂直距離為。已知管路的管徑為，管長為（包括直管長度與所有管件的當(dāng)量長度），摩擦系數(shù)為。 （答：此泵合用）解：離心泵的送液

3、能力和揚(yáng)程都大于管路系統(tǒng)所要求的，故此泵合用。2-4由山上的湖泊中引水至某貯水池，湖面比貯水池面高出，管道流量達(dá)到,試選擇管直徑為多少？假定所選管道的磨檫系數(shù)。經(jīng)長期使用，輸水管內(nèi)壁銹蝕，其磨檫阻力系數(shù)增大至。問此時(shí)水的流量減至若干？（答：，）解：，因?yàn)樗诠軆?nèi)的流速一般取，我們?nèi)?，此時(shí)：，選用的熱軋無縫鋼管。在湖面和貯水池面之間列伯努利方程得：式中：，又，2-4由山上的湖泊中引水至某貯水池，湖面地面高出45m，管道總長4000m （包括直管長度和局部阻力當(dāng)量長度），要求流量達(dá)到。若使用新鑄鐵管，其摩擦阻力系數(shù)，則鑄鐵內(nèi)徑需多大？經(jīng)長期使用，鑄鐵管內(nèi)壁腐蝕，其摩擦阻力系數(shù)增大至，問此時(shí)水流量減

4、至若干？解：在湖面和貯水池面之間列伯努利方程得：因?yàn)?（表壓），所以 （1）因?yàn)?所以代入式(1得 所以:當(dāng)時(shí),代入式(1得 2-5某工藝裝置的部分流程如下圖所示。已知各段管路均為的無縫鋼管，AB段和BD段的總長度（包括直管與局部阻力當(dāng)量長度）均為，BC段總長度為。管中流體密度為,管內(nèi)流動(dòng)狀況均處于阻力平方區(qū)，且，其它條件如圖所示，試計(jì)算泵的流量和揚(yáng)程。（答：，）圖2-27 習(xí)題2-5附圖解：以地面為基準(zhǔn)面。在E和F之間列伯努利方程得：其中：，即在BD段中流體的流速，在B與右側(cè)貯液器之間列伯努利方程得： 在B與C之間列伯努利方程得： 由得：其中：， ，由分支管路特性知：，在B與左側(cè)貯液器之間列

5、伯努利方程得：其中：，泵的流量第3章 沉降過濾3-1、試求直徑，密度為的球形石英粒子，在水中及在空氣中的沉降速度。（答：，）解：在水中的沉降速度先假定此沉降屬層流區(qū)，可按斯托克斯定律求，查表得水的，復(fù)核：與假定相符；在空氣中的沉降速度先假定此沉降屬層流區(qū)，按按斯托克斯定律求，查表得空氣的，復(fù)核：與假定不符，再設(shè)該沉降屬于過渡區(qū)，按艾倫定律求， 復(fù)核：屬于過渡區(qū)，與假定相符。3-2、有一玉米淀粉水懸浮液，溫度，淀粉顆粒平均直徑為，淀粉顆粒吸水后的密度為，試求顆粒的沉降速度。（答：）解：先假定此沉降屬層流區(qū)，按按斯托克斯定律求，已知：，查表得20的水的，檢驗(yàn)值：計(jì)算結(jié)果表明，與假設(shè)相符，故算得的正

6、確。3-3、密度為的球形石英微粒在空氣中自由沉降，計(jì)算服從斯托克斯公式的最大微粒直徑及服從牛頓公式的最小微粒直徑。（答：，）解：層流區(qū)的上限值：，查表得空氣的，湍流區(qū)的下限值：，3-4、氣流中懸浮某種球形微粒，其中最小微粒為10，沉降處于斯托克斯定律區(qū)。今用一多層隔板降塵室以分離此氣體懸浮物。已知降塵室長度，寬度，共層，每層高，氣體密度為，粘度，微粒密度為。試問：（1）為保證最小微粒的完全沉降，可允許的最大氣流速度為多少？（2）此降沉室最多每小時(shí)能處理多少氣體？（答：，）解：水平流速；。 3-5、一除塵室用以除去爐氣中的硫鐵礦塵粒。礦塵最小粒徑，密度為。除塵室內(nèi)長，寬，高。室內(nèi)溫度為，在此溫度

7、下爐氣的黏度為，密度為。若每小時(shí)需處理爐氣標(biāo)準(zhǔn)，試計(jì)算除塵室隔板間的距離及除塵室的層數(shù)。（答：，）解：，水平流速，假定此沉降屬層流區(qū)，按按斯托克斯定律求，每層間距，層數(shù)，復(fù)核：與假定相符。3-6、用一個(gè)截面為矩形的溝槽，從煉油廠的廢水中分離所含的油滴。擬回收直徑為以上的油滴。槽的寬度為，深度為。在出口端，除油后的水可不斷從下部排出，而匯聚成層的油則從頂部移去。油的密度為，水溫為。若每分鐘處理廢水，求所需槽的長度。 （答：）解：假定此沉降屬層流區(qū)，按按斯托克斯定律求，查表得20的水的，負(fù)號(hào)代表油滴向上運(yùn)動(dòng)，復(fù)核：與假定相符，油滴從槽底升至表面所需的時(shí)間，故廢水在槽中通過的時(shí)間應(yīng)大于，即：廢水在槽內(nèi)通過的時(shí)間3-7、過濾含（質(zhì)量）固相的水懸浮液，得到濾液。濾渣內(nèi)含有水分。求所得干濾渣的量。 （答：）解：設(shè)懸浮液量，濕濾渣量，干濾渣量由上面兩式可得：，。3-8、用一臺(tái)型板框壓濾機(jī)過濾某懸浮液，懸浮液中固相質(zhì)量分率為，固相密度為，液相為水。每一濾餅中含水，其余全為固相。已知操作條件下的過濾常數(shù)，。濾框尺寸為，共個(gè)框。試求：（1）過濾到濾框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時(shí)間及所得濾液體積；（2）過濾完畢用清水洗滌濾餅，求洗滌時(shí)間。洗水溫度及表壓與濾漿的相