化工基础习题(M).docx

该【化工基础习题(M) 】是由【guoxiachuanyue001】上传分享，文档一共【29】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【化工基础习题(M) 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第一章
化工生产中,物料衡算的理论依据是,热量衡算的理论基础是。
物理量的单位可以概括为和两大类。
单元操作是化工生产过程中的,根据所遵循的基本原理的不同,可将单元操作分为、、.
力在国际单位制中的是,而用SI制用本单位表示时,则为。
生产过程中,设备内无任何物料累积的过程称为。
计算:丙烷充分燃烧时要使空气过量25%,燃烧反应方程式为:CH+50-3C0+4H0。试计
38222
算得到lOOmol燃烧产物(又称烟道气)需要加入空气的物质的量。
有一个4X3m2的太阳能取暖器,太阳光的强度为3000kJ/(m2"h),有50%的太阳能被吸收用
来加热流过取暖器的水流。,求流过取暖器的水升高的温度。
第二章
流体静力学
理想流体是指;而实际流体是指
压力表上的读数为0。25MPa=kgf・cm-2,
mmHg(真空度).
液柱压力计量是基于原理的测压装置,用U形管压差计测压时,当一端与
大气相通时,读数R表示的是或。
天津和兰州的大气压强分别为101。,,试计算两地真空表的读数(即真空度)。
有一密闭反应器,在反应前,・cm—2,反应终了并经冷却后,U
形水银压强计示数为250mm(真空度),问该反应器内,反应前后的绝对压强各为多大?
求空气在真空度为400mmHg、温度为-40°C时的密度。当地大气压为750mmHg。
如图所示,水在管道中流动。为测得A-A'、B-B‘截面的压力差,在管路上方安装一U形压差计,指示液为水银。已知压差计的读数R=150mm,试计算A—A'、B-B'。
用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差,指示液为水,密度为1000kg/m3,
读数R为12mm。为了提高测量精度,改为微差压力计,指示液A为含40%乙醇的水溶液,密
度为920kg/nt,指示液C为煤油,密度为850kg/nt。问读数可以放大多少倍?此时读数
9.
为多少?
思考:如何证明玻璃管内的液位与容器内液位等高?
流动基本概念
雷诺准数的表达式为。当密度P=-3,粘度口=3厘泊的某液体,
在内径d=10mm,以流速0。5m。s-1在管中流动时,其雷诺准数等于,其流动类
型为。
某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为40X30mm,其当量直径de为。
流体体积流量用来计算;质量流量用来计算;而流体流速用
来计算。
牛顿粘性定律表达式为,其粘性系数(粘度)的物理意义是
流体在园直管内流动,当Re±4000时的流型称为,其平均速度与最大流速的关系
为,而ReW2000的流型称为,其平均速度为。
流体的粘度指。粘度值随温度变化而变化,对
于液体,温度升高,粘度;对于气体,温度升高,粘度。
稳定流动的定义是.
某液体在套管环隙内流动,大管规格为©56X3mm,小管规格为©,液体粘度为
lmNsm-2,密度为1000kg・m-3,流速为lmw-1则该液体在套管环隙内流动的Re=。
流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得处速度为零,管的处
速度最大。
圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11。8kgsi,其体积流
.
流体沿壁面流动时,我们把速度梯度显著存在的区域称为。
衡算
1.
采用虹吸管从高位槽向反应釜中加料。高位槽和反应釜均与大气相通。・s-1的速度流动。・N-1,试求高位槽的液面应比虹吸管的出口高出多少米才能满足加料要求?
如附图所示,从高位槽向塔内进料,高位槽中液位恒定,高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为©45X2。5mm的钢管,要求送液量为3。6m3/h。,(不包括出口能量损失),试问高位槽的液位要高出进料口多少米?
稀氨水
If
,某厂利用喷射泵输送氨。管
ri2=13iniii
中稀氨水的质量流量为1X104kg/h,密度为1000kg/m3,入口处的表压为147kPa。管道的内径为53mm,喷嘴出口处内径为13mm,喷嘴能量损失可忽略不计,试求喷嘴出口处的压
力。
阻力
44
(ft
要求向精馏塔中以均匀的流速进料,现装设一高位糟,使得料液自动流入精馏塔中,如附图所示。若高位槽的液面保持1。5m的高度不变,塔内操作压力为0。4kgf・cm-2(表压),塔的进料量需维持在50m3・h—1,则高位槽的液面应该高出塔的进一料口多少米才能达到要求?若已知料液的粘度为1o5X10-3Pa・s,密度为900kg・m—3,连接管的尺寸为©108mmX4mm的钢管,其长度为h+1。5m,管道上的管件有180°的回弯头、截止阀及90°的弯头各一个。
2.
,贮槽液面恒定,其上方为常压。泵入口比贮槽液面高2m,贮槽液面与输送管出口端垂直距离为20m。在某输送量下,泵对每k***作的功为317。7J/kg,管内的摩擦系数为0。018。泵的吸入和压出管路总长分别为10m及100m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口
的当量长度),管子直径为©108X4mm。若在泵出口处装一压强表,测压处与泵入口间的
位差和摩擦阻力均可略去不计,试求压强表读数.
3.
・m-3的稀盐酸用真空抽吸装置输送到上一层楼,提升高度h=3m,当地大气压
,储槽有效容积
1m3,要求2min把它装满。,由低位槽到高位槽的阻力损
失EH=1m液柱,高位槽到真空泵的压强降Ap=10kPa。求:
ff
(1)高位槽所需的真空度p2(真空度);
(2)真空泵的实际真空度;
(3),求最大提升高度z(EH变化不计)。
2f
输送设备
1.
用离心泵将贮槽中的料液输送到蒸发器内,・m—3,蒸发器上部的蒸发室内操作压力为200mmHg(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内的液面15m,输送管道的直径为***@68mmx4mm,送液量为20m3・h—1。・N-i(不包括出口的能量损失),若泵的效率为60%,
试求泵的功率。
某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液(密度为1100kg/m3)输送至吸收塔顶,经喷嘴喷出,如附图所示。泵的入口管为申108x4mm的钢管,管中的流速为1。
2m/s,出口管为976x3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为
1。5m,(不包括喷嘴),
在喷嘴入口处的压力为29。4kPa(表压)。设泵的效率为60%,试求泵所需的功率。
某工段领到一台离心泵,泵的铭牌上标着:流量qv=20m3・h-i,扬程H'e=,转速n=2900转/分,允许吸上真空高度Hs=7。2m,泵的流量和扬程均符合要求,,当时当地大气压为736毫米***柱,试计算:
(1)输送20°C水时泵的安装高度为多少?
(2)输送90C水时泵的安装高度为多少?
选用某台离心泵,从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=,现将该泵安装在海拔高度为500m处(在海拔500m处大气压强Ha=),已知吸入管的压头损失为1mH2O,,夏季平均水温为40C,问该泵安装在离水面5m高处是否合适?
第三章
一、填空题
传导传热的傅立叶定律为其各项表示为,_
,,和。
热量传递的方式主要有三种:、、。
稳定热传导是指不随时间而改变。
导热是热传递的主要方式,对流传热是指的传热过程。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻就愈
,其两侧的温度差愈。
某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500C,而环境温度为20C,采用某隔热材料,其厚度为240mm,九=0。57w・m-1・K—】,此时单位面积的热损失为。(注:大型容器可视为平壁)
在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上,应该将材料包在内层,其原因
是,。
厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知6〉62>63;导热系数入产九2<入3。
在稳定传热过程中,各层的热阻r2r3;各层导热速率乌—e2—(填〉,
〈或=)
一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果应,主要原
因是。
在多层平壁稳定热传导中,通过各层的传热速率。
有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种人〉〉第二种入2,若作为换热器材料,应
选用种;当作为保温材料时,应选用种。
多层平壁导热的总热阻等于.
水垢的热阻较大的原理,主要是。
牛顿冷却定律的表达式为,给热系数(或对流传热系数)a的单位是。
某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90°C和50°C,冷流体的进出口温度
为20C和40°C,此时传热平均温度差At=。
在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近流体的温度,
总传热系数K接近流体的对流给热系数。
,则应提高对流传热系数
平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数a「a2以及间壁导热系数入的关系为
。当平壁厚4mm,导热系数为45(——1)时,两侧给热系数分别为8000(-—1)和600(w。m-2。K-i)时,总传热系数K=.
某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进、出口温度为80C和50°C,冷流体的进出口温
度为20C和40°C,此时传热平均温度差厶tm=。
对流传热牛顿冷却定律为,其各项表示为、、、—
和。
对流传热中的努塞特准数式是,它反映了.
对流体传热中普兰德准数式为,它反映了。
间壁式换热器:m1Cp1(T1—T2)=m2Cp2(t2-t1)=.^tm等式成立的条件是、