化工原理试题10

一、填空 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 一、填空题 1. 某设备上真空表的读数为 13.3×10 3 Pa ，则设备内的绝对压强为 ____________, 表压强为 ___________ 。已知该地区大气压强为 98.7×10 3 Pa 。 2. 某设备的进、出口压强分别为 1200 mmH 2 O （真空度）和 1.6 kgf/cm 2 （表压）。若当地大气压为 760 mmHg, 设备进、出口的压强差为 _____________ 。（用 SI 制表示） 3. 一套管换热器的内管外径为 80 mm, 外管内径为 150 mm, 其环隙的当量直径为 _________ 。 4. 有一内径为 25 mm 的水管，如管中水的流速为 1.0 m/s ，管中水的流动类型 _____________; 管中水保持层流状态的最大流速 ________________ （水的密度 ρ=1000 kg/m 3 , 粘度 μ= 1 cp ）。 5. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，因流动阻力产生的能量损失为原来的 _______________ 倍。 6. 用 108×4 mm 的钢管从水塔将水引至车间，管路长度 150 m （包括管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为 118 J/kg ，此管路输水量为 ___________m 3 /h 。（管路摩擦系数可取为 0.02 ，水的密度取为 1000 kg/m 3 ） 7. 离心泵启动前灌泵，是为了防止 ________ 现象发生 ; 离心泵的实际安装高度小于允许安装高度，就可防止 ____________ 现象发生。 8. 离心泵最常用的调节方法是 _____________; 往复泵的流量调节是采用 ________________ 。 9. 离心泵停车时要 _________________ 。 10. 离心泵装置中吸入管路的 __________ 的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出。 11. 一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由 20 ℃升至 50 ℃，则其沉降速度将 ____ 。 12. 降尘室的生产能力与降尘室的 _________ 和 _______ 有关。 13. 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的 ___________ 倍。 14. 在一套板框过滤机中，板有 __________ 种构造，框有 _________ 种构造。 15. 热传递的基本方式为 __________ 、 ____________ 和 ___________ 。 16. 灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比，称为物体的 _______ 。 17. 在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 ___________ 的温度。 18. 在一间壁式换热器中，用裂化渣油来加热原油。裂化渣油的初温为 300 ℃ , 终温为 200 ℃，原油的初温为 25 ℃，终温为 150 ℃ , 则并流时平均温度差 ___________, 逆流时平均温度差 _______________ 。 19. 若一表面温度为 20 ℃的物体的辐射能力为 398W/m 2 ，则该物体的黑度为 _________ 。 20. 为减少圆形管导热损失，采用包覆 2 种保温材料 a 、 b ，若它们厚度相同，导热系数 l a > l b ，则包覆的顺序从内到外依次为 _______________ 。 21. 溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 _____ 温度 ; 气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 _______ 温度。 22. 当泡点进料时，进料热状态参数 q =________ ；当饱和蒸气进料时， q =________ 。 23. 在两组分蒸馏分离中，若组分相对挥发度越大，则表明分离 __________ （越易，越难，不确定）；若相对挥发度 a =____________ ，则不能用普通精馏方法分离该混合液。 24. 完成一个精馏操作的两个必要条件是 _________ 和塔底上升蒸气。 25. 对于正在操作中的精馏塔，若加大操作回流比，则塔顶产品浓度会 __________ 。 二、计算题 1. 用 Φ168×9 mm 的钢管输送原油。管线总长 100 km, 油量为 60000 kg/h ，油管最大抗压能力为 1.57×10 7 Pa 。已知 50 ℃时油的密度为 890 kg/m 3 , 粘度为 181 cp 。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务 , 中途需设几个加压站 ? 2. 在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置 U 管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为 10800 kg/h 时， U 管压差计读数 R 为 100 mm 。粗、细管的直径分别为 Φ60×3.5 mm 与 Φ42×3 mm 。计算：（ 1 ） 1kg 水流经两截面间的能量损失；（ 2 ）与该能量损失相当的压强降为多少 Pa ？（水的密度取为 1000 kg/m 3 ） 3. 在图示装置中，水管直径为 Φ57×3.5 mm 。当阀门全闭时，压力表读数为 0.3 大气压 , 而在阀门开启后，压力表读数降至 0.2 大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH 2 O ，求水的流量为若干 m 3 /h ？ 4. 用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面 50 m ，管路全部能量损失为 20 J/kg ，流量为 36 m 3 /h ，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为 60% ，求泵的轴功率。（水的密度取为 1000 kg/m 3 ） 5. 某台板框式压滤机的过滤面积为 0.2m 2 ，在压差为 1.5at 下，以恒压操作方式过滤一种悬浮液， 2 小时后得滤液 40m 2 ，过滤介质阻力可以忽略不计，试求：（ 1 ）若过滤面积加倍，其它情况不变，可得滤液多少 m 3 ? （ 2 ）若将操作时间缩短一半，其它情况不变，可得滤液多少 m 3 ? （ 3 ）若在原压差下过滤 2 小时后，用 5m 3 的水洗涤滤渣，需要多长洗涤时间？ 6. 在试验装置中过滤钛白的水悬浮液，过滤压力为 3at （表压），求得过滤常数如下： K=5×10 -5 m 2 /s ， q e =0.01 m 3 /m 2 。又测出滤渣体积与滤液体积之比 c =0.08m 3 /m 3 。现要用工业压滤机过滤同样的料液，过滤压力及所用滤布亦与实验时相同。压滤机型号为 BMY33/810-45 。这一型号设备滤框空处长与宽均为 810mm ，厚度为 45mm ，共有 26 个框，过滤面积为 33 m 2 ，框内总容量为 0.760m 3 。试计算： （ 1 ）过滤进行到框内全部充满滤渣所需要过滤时间； （ 2 ）过滤后用相当于滤液量 1/10 的清水进行横穿洗涤，求洗涤时间； （ 3 ）洗涤后卸渣、清理、装合等共需要 40 分钟，求每台压滤机的生产能力，分别以每小时平均可得多少滤渣计。 7. 在并流换热器中 , 用水冷却油。水的进、出口温度分别为 15 ℃和 40 ℃ , 油的进、出口温度分别为 150 ℃和 100 ℃。现因生产任务要求油的出口温度降至 80 ℃ , 设油和水的流量、进口温度及物性均不变 , 若原换热器的管长为 1m, 求将此换热器的管长增加多少米才能满足要求。换热器的热损失可忽略。 8. 一单程列管式换热器 , 由直径为 Φ25×2.5 mm 的钢管束组成。苯在换热器的管内流动 , 流量为 1.25 kg/s ，由 80 ℃冷却到 30 ℃，冷却水在管间和苯呈逆流流动 , 进口水温为 20 ℃ , 出口不超过 50 ℃。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为 1.70 和 0.85 kW ／ ( ｍ 2 · ℃ ) ，污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为 1.9 kJ/(kg· ℃ ), 管壁材料的导热系数为 45 W/(m· ℃ ) 。 9. 氯仿（ CHCl 3 ）和四氯化碳（ CCl 4 ）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为 0.95 （摩尔分率），馏出液流量为 50 kmol/h ，平均相对挥发度 = 1.6 ，回流比 R = 2 。求：     （ 1 ）塔顶第二块塔板上升的气相组成；      （ 2 ）精馏段各板上升蒸气量 V 及下降液体量 L （以 kmol/h 表示）。 10. 今有含苯 40% 和甲苯 60%( 摩尔百分数，下同 ) 的混合液 , 欲用精馏塔分离出含苯 95% 的塔顶产品。进料为饱和液体 , 塔内平均相对挥发度为 2.5 。若操作回流比取为最小回流比的 1.5 倍 , 写出精馏段操作线方程。 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 一、填空题 1. 85.4×10 3 Pa ;   -13.3×10 3 Pa 2. -1.687×10 5 Pa 3. 70 mm 4. 湍流 ; 0.08 m/s 5.16 6. 79.13 m 3 /h 7 气缚； 气蚀 8. 改变阀门开度；旁路调节 9. 先关出口阀后断电 10. 底阀 11. 下降 12. 长；宽 13.4 14. 2; 1 15. 导热 ; 对流 ; 辐射。     16. 黑度 17. 饱和蒸气 18. 131.98 ℃ ; 162.8 ℃ 19. 0.95 20.b 、 a 21. 泡点 ; 露点 22. 1; 0 23. 越易； 1 24. 塔顶液相回流 25. 提高 二、计算题 1. 解： u 1 = u 2 ， Z 1 = Z 2 ，     u = V/A = (60000/890)/(3600×0.785×0.152) = 1.06 m/s     Re = duρ/μ= 0.15×1.06×890/(181×10 -3 ) = 782     层流   λ= 64/Re = 64/782 = 0.0818     ΔP =λ(l/d)(u 2 /2)ρ= 0.0818×(10 5 /0.15)×(1.06 2 /2)×890 = 2.72×10 7 Pa     n = 2.72×10 7 /(1.57×10 7 ) = 1.73       中途应设一个加压站 2. 解：（ 1 ） 1kg 水流经两截面间的能量损失     设导管在上游的连接处为截面 1-1' ，下游的连接处为截面 2-2' ，并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程             式中   Z 1 = Z 2 = 0 ， u = w s /Aρ           m/s           m/s          ∵ ，   ∴ J/kg     将以上各数值代入柏努利方程式，解得         J/kg     （ 2 ）与该能量损失相当的压强降         N/m 2 3. 解：阀门全闭时，由 P 2 =ρgH ， H = 0.3×1.013×10 5 / （ 1000×9.81 ） = 3.1 m     即水槽液面距阀门中心线的高度为 3.1 m 。     阀门开启时，以水槽液面为上游截面 1-1' ，压力表处为下游截面 2-2' ，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式                  Z 1 = H = 3 m ， Z 2 = 0 ， P 1 = 0 ， P 2 = 0.2×1.013×10 5 Pa ， u 1 ≈0 ， Σhf/g = 0.5 mH 2 O     代入上式        3.1 = 0.2×1.013×10 5 / （ 1000×9.81 ） + / （ 2×9.81 ） + 0.5         解得   u 2 = 3.24 m/s              V h = （ π/4 ） d 2 u×3600 = 22.9 m 3 /h 4. 解：设水池液面为 1-1' 截面，高位槽液面为 2-2' ，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。         Z 1 = 0 ， Z 2 = 50 m ， u 1 ≈0 ， u 2 ≈0 ， P 1 = P 2 = 0 （表压）， Σhf = 20 J/kg     ∴ w e = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg     水的质量流率 w s = 36×1000/3600 = 10 kg/s     有效功率       N e = w e ·w s = 510.5×10 = 5105 W     轴功率        N = 5105/0.6 = 8508.3 W 5. 解：（ 1 ）因为恒压过滤，且不考虑过滤介质阻力           所以 V 2 = KA 2 q           V 2 /V 1 = A 2 /A 1           V 2 = V 1 A 2 /A 1 =2 ´ 40 =80 m 2           (2) V 2 2 /V 1 2 = q 2 / q 1            V 2 = V 1 ( q 2 / q 1 ) 1/2 =40 ´ (1/2) 0.5 =28.3 m 2             (3) 由 V 2 = KA 2 q 微分后： 2V d V = KA 2 d q             d V/ d q = KA 2 /2V            (dV/d q ) W = (dV/d q ) E /4= KA 2 /8V = V/8 q                             = 40/(8 ´ 2) = 2.5 m 2 /h            q W = 5/2.5 = 2 h 6. 解（ 1 ）一个操作周期可得滤液体积 （ 2 ）最终过滤速率由过滤基本方程微分求得： 洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。洗涤水量为： （ 3 ）操作周期为： 生产能力： 7. 解：原平均温度差     Δt 1 = 150-15 = 135 ℃ , Δt 2 = 100-40 = 60 ℃                     Δt m = （ 135-60 ） /ln （ 135/60 ） = 92.5 ℃     由热量衡算       Q = W h C ph （ T 1 - T 2 ） = WcCpc （ t 2 - t 1 ）         W h C ph /WcCpc = （ t 2 - t 1 ） / （ T 1 - T 2 ） = （ 40-15 ） / （ 150-100 ） = 0.5     当油的温度降至 80 ℃时 , 由热量衡算得         Q = W h C ph （ 150-80 ） = WcCpc （ t 2 ' -15 ）     或   W h C ph /WcCpc = （ t 2 '-15 ） / （ 150-80 ） = 0.5       解得   t 2 ' = 50 ℃     新的平均温度差， Δt 1 = 150-15 = 135 ℃ , Δt 2 = 80-50 = 30 ℃，                     Δt m ' = （ 135-30 ） /ln （ 135/30 ） = 69.8 ℃     由传热速率方程可分别得     原换热器        W h C ph （ 150-100 ） = KSΔt m = KnπdL （ 92.5 ）     新换热器        W h C ph （ 150-80 ） = KS'Δt m = KnπdL' （ 69.8 ）                   ∴   L' = （ 70/50 ） × （ 92.5/69.8 ） ×1 = 1.855 m                      ΔL = 1.855 – 1 = 0.855 m 8. 解：由总传热速率方程式   Q = K O S O Δt m     式中   Q = W h C ph （ T 1 – T 2 ） = 1.25×1.9×10 3 × （ 80 - 30 ） = 118.8 kW            kW ／ ( ｍ 2 · ℃ )          ℃        ∴ m 2 9. 解：（ 1 ）由题知， y 1 = x D = 0.95 ， R = 2         由相平衡方程   ，   得         即             由精馏段操作线方程           则         （ 2 ） V = L + D ， L/D = R ， V = （ R + 1 ） D          ∴ V = 3×50 = 150 kmol/h ，   L = 2×50 = 100 kmol/h 10. 解：因是泡点进料， x q = x F      由相平衡方程       最小回流比         回流比         R = 1.5R min = 1.5×1.44 = 2.16      精馏段操作线方程