化工基础习题 MWord文档下载推荐.docx
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流体静力学
1.理想流体是指_______________;
而实际流体是指_____________________。
2.压力表上的读数为=_________kgf?
cm-2,真空表上的读数为=________mmHg(真空度)。
3.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___________。
4.天津和兰州的大气压强分别为和,苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维持的绝对压强,试计算两地真空表的读数(即真空度)。
5.有一密闭反应器,在反应前,旧式压力表上显示压强为·
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?
6.求空气在真空度为400mmHg、温度为-40℃时的密度。
当地大气压为750mmHg。
7.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′截面的压力差。
已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600kg/m3。
8.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/m3,指示液C为煤油,密度为850kg/m3。
问读数可以放大多少倍?
此时读数为多少?
9.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
1.雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ=,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径d=10mm,以流速在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.
2.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为40×
30mm,其当量直径de为______.
3.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。
4.牛顿粘性定律表达式为________,其粘性系数(粘度)的物理意义是____________________。
5.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Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。
6.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________。
7.稳定流动的定义是___________________。
8.某液体在套管环隙内流动,大管规格为φ56×
3mm,小管规格为φ30×
液体粘度为1mN?
s?
m-2,密度为1000kg?
m-3,流速为1m?
s-1则该液体在套管环隙内流动的Re=_________。
9.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。
10.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?
s-1,其体积流量为___________.平均流速为__________.
11.流体沿壁面流动时,我们把速度梯度显着存在的区域称为_____________。
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。
要求物料在管内以m·
s-1的速度流动。
若料液在管内流动时的能量损失为J·
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?
2.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φ45×
的钢管,要求送液量为h。
设料液在管内的压头损失为,(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?
3.如附图所示,某厂利用喷射泵输送氨。
管中稀氨水的质量流量为1×
104kg/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
1.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的高度不变,塔内操作压力为·
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-料口多少米才能达到要求?
若已知料液的粘度为×
10-3Pa·
s,密度为900kg·
m-3,连接管的尺寸为φ108mm×
4mm的钢管,其长度为h+m,管道上的管件有180°
的回弯头、截止阀及90°
的弯头各一个。
2.用离心泵把水从贮槽送至附图所示表压强为×
104Pa的水洗塔中,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kg水作的功为J/kg,管内的摩擦系数为。
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φ108×
4mm。
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.某工厂将密度为×
103kg·
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。
输送管用57mm×
耐酸钢管,由低位槽到高位槽的阻力损失∑Hf=1m液柱,高位槽到真空泵的压强降Δpf=10kPa。
求:
(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)若该真空泵最大真空度为×
104Pa,求最大提升高度z2(∑Hf变化不计)。
输送设备
1.用离心泵将贮槽中的料液输送到蒸发器内,敞口贮槽内液面维持恒定。
已知料液的密度为1200kg·
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ф68mm×
4mm,送液量为20m3·
h-1。
设溶液流经全部管路的能量损失为·
N-1(不包括出口的能量损失),若泵的效率为60%,试求泵的功率。
2.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φ108×
4mm的钢管,管中的流速为s,出口管为φ76×
3mm的钢管。
贮液池中碱液的深度为,池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。
碱液流经所有管路的能量损失为kg(不包括喷嘴),在喷嘴入口处的压力为(表压)。
设泵的效率为60%,试求泵所需的功率。
3.某工段领到一台离心泵,泵的铭牌上标着:
流量qv=20m3·
h-1,扬程H’e=米水柱,转速n=2900转/分,允许吸上真空高度Hs=,泵的流量和扬程均符合要求,若已知管路的全部阻力为米水柱,当时当地大气压为736毫米汞柱,试计算:
(1)输送20℃水时泵的安装高度为多少?
(2)输送90℃水时泵的安装高度为多少?
4.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=mH2O),已知吸入管的压头损失为1mH2O,泵入口处动压头为mH2O,夏季平均水温为40℃,问该泵安装在离水面5m高处是否合适?
第三章
一、填空题
1.传导传热的傅立叶定律为_____________其各项表示为_______,_____,____,_______和_________。
2.热量传递的方式主要有三种:
________、__________、_________.
3.稳定热传导是指_____________________不随时间而改变。
4.导热是________热传递的主要方式,对流传热是指________的传热过程。
5.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______。
6.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500℃,而环境温度为20℃,采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=·
m-1·
K-1,此时单位面积的热损失为_______。
(注:
大型容器可视为平壁)
7.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______________,______________。
8.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知δ1>
δ2>
δ3;
导热系数λ1<
λ2<
λ3。
在稳定传热过程中,各层的热阻R1____R2____R3;
各层导热速率Φ1___Φ2___Φ3。
(填>
<
或=)
9.一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_______________。
10.在多层平壁稳定热传导中,通过各层的传热速率__。
11.有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种λ1>
>
第二种λ2,若作为换热器材料,应选用____种;
当作为保温材料时,应选用____种。
12.多层平壁导热的总热阻等于___________。
13.水垢的热阻较大的原理,主要是___________。
14.牛顿冷却定律的表达式为_________,给热系数(或对流传热系数)α的单位是_______。
15.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________.
16.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.
17.强化传热的方法之一是提高K值.而要提高K值,则应提高对流传热系数____________________.
18.平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1、α2以及间壁导热系数λ的关系为_____________.当平壁厚4mm,导热系数为45(w.时,两侧给热系数分别为8000和600时,总传热系数K=_____________________.
19.某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进、出口温度为80℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=_______.
20.对流传热牛顿冷却定律为____,其各项表示为____、_____、____、_____和_____。
21.对流传热中的努塞特准数式是____,它反映了____________。
22.对流体
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