化工上冊(cè)例題集

1、化工原理例題例1:如圖，液體從高位槽流向某容器加料，若槽內(nèi)液面保持恒定，管出口處和 槽液面均通大氣，管路中全部壓頭損失為2米液柱。求當(dāng)液體在管路中的流速 要達(dá)到1 m/s時(shí)，槽液面應(yīng)比管出口高多少？例2:某車間用壓縮空氣來壓送98%濃硫酸（比重為1.84），從底層送至15米高 處。每批壓送量0.3立方米，要求10分鐘壓完。若壓頭損失為0.8米硫酸柱， 管徑為38X3皿，試求壓縮空氣的最低表壓。例3：某廠利用噴射泵（如圖）來吸收氨。如果導(dǎo)管中稀氨水的流量為10噸/ 小時(shí)，噴射泵的入口處壓強(qiáng)為1.5 kg/m2 （表壓），稀氨水密度為1000 kg/m3,壓 頭損失可忽略不計(jì)。試求噴射泵內(nèi)管噴嘴處

2、的壓強(qiáng)。（已知內(nèi)管管徑為0 53，噴 嘴處口徑為Q 13）例4：用離心泵將料液向精餾塔供料，若精餾塔內(nèi)表壓為5 kg/cm2，貯罐液面與 進(jìn)料口之間的距離為20米。設(shè)輸送系統(tǒng)中的壓頭損失為5米液柱，若料液的密 度為900 k/m3,管內(nèi)徑為25mm,每小時(shí)送液量2噸。求外加功和泵的功率。例：自河中將20oC的水送到高處，采用的140 x 4.5mm普通鋼管，其d為0.0008。管路全長(zhǎng)150m，上有90o標(biāo)準(zhǔn)彎頭6個(gè)，全開閘閥一個(gè)，搖板式單向閥 一個(gè)。管出口高于河面20m，要求供水量為121m3/h。求水泵的有效功率。例：利用高位槽向某反應(yīng)器加料，槽液面與加料口之間的垂直距離為7m，加料 管為

3、 045 x 2.5mm的無(wú)縫鋼管( e= 0.1mm)。管路中有90o標(biāo)準(zhǔn)彎頭4個(gè)，全開閘閥2個(gè)，全開截止閥1個(gè)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)一個(gè)，管路 中直管部分長(zhǎng)30m。料液的密度為870kg/m3,粘度為0.72 cp。試求該管路的最 大加料量。(高位槽與管出口均通大氣)例：常壓儲(chǔ)槽內(nèi)盛有石油產(chǎn)品，其密度為760kg/m3，粘度小于20 cst,在儲(chǔ)存 條件下飽和蒸汽壓為80kPa，現(xiàn)擬用65Y60B型油泵將油以15m3/h的流量送往 表壓為177kPa的設(shè)備內(nèi)，儲(chǔ)槽液面恒定，設(shè)備的油品入口比儲(chǔ)槽液面高5m，吸 入管路和排出管路的全部壓頭損失分別為1m和4m，試核算該泵是否合用。若油 泵位于儲(chǔ)槽液面下1

4、.2 m處，問此泵能否正常操作？65Y60B型油泵性能如下：流量19.8m3/h，揚(yáng)程38m，允許汽蝕余量2.6m， 軸功率3.75kW。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa例：某液體由一敝口貯槽經(jīng)泵送至精餾塔A，管道入塔處與貯槽液面間的垂直距 離為12m，流經(jīng)換熱器B的壓頭損失為3m液柱,精餾塔壓強(qiáng)為1kgf/cm2(表壓)， 輸送管路為O 114X4mm的鋼管，摩擦系數(shù)A =0.03。泵吸入管路壓頭損失為 1m液柱，輸出管路管長(zhǎng)為120m (包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)，液體在管道內(nèi)流 速為1.5m/s，密度為960kg/m3，其它物性均與水極為接近。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?101.3kPa，操作溫度下料液飽和

5、蒸汽壓為20kPa。試通過計(jì)算，選擇下列較合適的離心泵；泵與貯槽液面間的最大垂直距離不能超過多少米？型號(hào)Q ( m3/h)H (m) n(%)A h (m)2B192216664.03B57A5037.5643.64B919091683.8例：用離心泵從敞口貯槽向密閉高位容器輸送稀酸溶液，兩液面位差為20m,容 器液面上壓力表的讀數(shù)為49.1kPa。泵的吸入管和排出管均為內(nèi)徑為50mm的不 銹鋼管，管路總長(zhǎng)度為86m（包括所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度），液體在管內(nèi)的摩擦系 數(shù)為0.023。要求酸液的流量12m3/h，其密度為1350kg/m3。試選擇適宜型號(hào)的 離心泵。解：稀酸具腐蝕性，故選F型離心泵

6、。選型號(hào)。流量已知，壓頭計(jì)算如下：Qe12=1.698 m/s3600兀 x 0.05 2 x861.698 2HQ P102門29.52 x12 x13503600 x 102 x 0.46=2.83 kW 2.54kWH = X 4# = 0.023 x x= 5.81 mf d 2g0.05 2 x 9.81在敞口貯槽液面與密閉容器液面之間列柏努利方程：He = AZ + b + 魚 + H = 20 + 的3 + 0 + 5.81 = 29.52 m據(jù)。=121113宙及胳29.52m，查1P53#附曝二十五（三）選取50F-40A型耐腐蝕離 心泵。有關(guān)性能參數(shù)為：Q=13.1m3/h

7、H=32.5mN=2.54kW n=46%n=2960r/min Hs=6m因酸液密度大于水密度，故需校核泵軸功率：雖然實(shí)際輸送所需軸功率較大，但所配電機(jī)功率為4kW，故尚可維持正常操作。例：欲用降塵室凈化溫度為20oC流量為2500m3/h的常壓空氣。空氣中所含灰塵 的密度為1800kg/m3,要求凈化后空氣中不含有直徑大于10的塵粒，試求所需沉降面積為多大？若降塵室的底面寬2m，長(zhǎng)5m，室內(nèi)需要設(shè)多少塊隔板？例：某降塵室寬1.5m,長(zhǎng)2m,在常壓、100C下處理2700m3/h的含塵氣，設(shè)塵粒為球形，密度為2400 kg/m3，氣體的物理性質(zhì)與空氣相同。求：1）可被100%除去的最小顆粒直

8、徑。2）直徑為0.05mm的顆粒有百分之幾能被除去？例：某板框壓濾機(jī)在恒壓條件下過濾含硅藻土的懸浮液，過濾機(jī)的濾框內(nèi)邊尺 寸為810X810X25mm （長(zhǎng)X寬X厚），共有40個(gè)框，已知過濾常數(shù)k=1X10-4m2/s, 當(dāng)量濾液量q =0.01m3/m2,濾框內(nèi)充滿濾渣后為不可壓縮濾餅，其空隙率為0.01。 _. e一一一一 一濾漿的濃度為100kg硅藻土/ m3濾液，硅藻土的比重為2,試求：1）過濾到框中充滿濾渣時(shí)所需的時(shí)間。2）過濾后用濾液量的1/10的清水洗滌濾餅（貫穿洗滌法），求洗滌時(shí)間。3）洗滌后，輔助時(shí)間共需20分鐘，求該板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力。例：某冷庫(kù)外壁內(nèi)、外層磚壁厚均為12

9、cm，中間夾層厚10cm，填以絕緣材料。 磚墻的熱導(dǎo)率為0.70w/mk，絕緣材料的熱導(dǎo)率為0.04w/mk，墻外表面溫度 為10C，內(nèi)表面為-5C，試計(jì)算進(jìn)入冷庫(kù)的熱流密度及絕緣材料與磚墻的兩 接觸面上的溫度。解： 根據(jù)題意，已知 tj10C，t4=-5C，bjb3=0.12m，b2=0.10m，A j 入 3= 0.70w/m k，A = 0.04w/m k011按熱流密度公式計(jì)算q：t tb b b(f頊項(xiàng))12310 - (-5)0.120.100.120.700.04=5.27 w / m20.70按溫度差分配計(jì)算t2、t3b0.1212 = - qr = 10 - 5.27 x= 9.11t = qb + t = 5.27 x 0112 + (-5) = -4.13 人 40.70例1、用單程列管換熱器預(yù)熱某物料，物料從管內(nèi)流過，流量為500kg/h, 溫度 由25oC升至65oC，加熱介質(zhì)用熱水，熱水流量為1000kg/h，初溫為95oC。已知 物料的比熱為3.66kJ/(kg* oC)，水的比熱為4.17kJ/(kg oC)，換熱器的總傳 熱系數(shù)K為60W/(m2。C)。試計(jì)算逆流操作換熱器所需的傳熱面積。(熱損失不 計(jì))例2：每小時(shí)500 kg的常壓苯蒸汽用直立列管換熱器加以冷凝，并冷卻到30oC。 冷卻介質(zhì)為20oC的冷水，冷水的出口溫度不