化工原理-作业题文

绪论

1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。

(1) 水的粘度=(cms)

(2) 密度=1386kgfs2/m4

(3) 某物质的比热容c p=(lbF)

(4) 传质系数K G=(m2hatm)

(5) 表面张力=74dyn/cm

(6) 导热系数=1kcal/(mhK)

2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水%，试求每吨物料干燥出的水量。

第一章流体流动

1. 已知甲地区的平均大气压力为，乙地区的平均大气压力为，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同

2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B

两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间

放的是水，今若测得h1=，h2=，R1=，R2=，问管道

中A、B两点间的差压p AB为多少(先推导关系式，

再进行数字运算)。

第2题图

3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速

4.高位槽内的水面高于地面8m，水从

φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。

在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=计算，

其中u为水在管内的流速，试计算：

（1）A－A截面处水的流速；

（2）出口水的流量，以m3/h计。

第4题图

5. 将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以s 的速度流动。设料液在管内压头损失为（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比

塔入口处高出多少米

6. 用泵将贮槽中密度为1200kg/m 3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为×103Pa ，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa （真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m ，进料量为20m 3/h ，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg ，求泵的有效功率。管路直径为60mm 。

7. 90℃的水流入内径为20mm 的管内，欲使流动呈层流状态，水的流速不可超过哪一数值若管内流动的是90℃的空气，则这一数值又

为多少

8．每小时将2×104kg 的溶液用泵从反应器输

送到高位槽（见图）。反应器液面上方保持×103Pa

的真空度，高位槽液面上方为大气压。管路为

φ76×4mm 钢管，总长50m ，管线上有两个全开的

闸阀，一个孔板流量计（ζ=4）、五个标准弯头。

反应器内液面与管出口的距离为15m 。若泵的效

率为，求泵的轴功率。溶液ρ=1073 kg/m 3，μ=×10

－4Pa·s ，ε=。

9．用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送到敞口高位槽。输送流量为min ，输送管路为φ38×3mm 无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m ，在压送过程中设位差不变。管路总长20m ，设有一个闸阀（全开），8个标准90°弯头。求压缩空气所需的压强为多少（表压）硫酸ρ为1830kg/m 3，μ为·s ，钢管的ε为。

第5题图

第6题图

第8题图

10．粘度为 Pa·s 、密度为900 kg/m 3的液体自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括局部阻力的当量长度）。当阀全关时，阀前、后的压力表读数分别为×104Pa 和×104Pa 。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。试求：

（1）管路的流量；

（2）阀前、阀后压力表的读数有何变化

第9题图 第10题图

11.用内径为300mm 的钢管输送20℃的水，为了测量

管内水的流量，采用了如图所示的安排。在2m 长的一段

主管路上并联了一根直径为φ60×的支管，其总长与所有局

部阻力的当量长度之和为10m 。支管上装有转子流量计，

由流量计上的读数知支管内水的流量为h 。试求水在主管

路中的流量及总流量。设主管路的摩擦系数λ为，支管路

的摩擦系数λ为。

12. 如图，20℃软水由高位槽分别流入

反应器B 和吸收塔C 中，器B 内压力为(表

压)，塔C 中真空度为，总管为57，管长

(20+Z A )m ，通向器B 的管路为25，长15m 。

通向塔C 的管路为25，长20m(以上管长包

括各种局部阻力的当量长度在内)。管道皆

为无缝钢管，粗糙度可取为。如果

要求向反应器供应s 的水，向吸收塔

供应s 的水，问高位槽液面至少高于地面多少

第11题图 第12题图

13. 用皮托管测量内径300mm管道内空气的质量，将皮托管插至管道的中心线处。已知测量点处的温度为20℃，真空度为490Pa，当地大气压为。U型管压差计的指示液为水，密度为998kg/m3，测得的读数为100mm。试求空气的质量流量。

14. 在38的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法用U型管压差计测量孔板两侧的压力差，以水银为指示剂，测压连接管管中充满甲苯。现测得U型管压差计的读数为600mm，试计算管中甲苯的流量为多少（kg/h）

第二章流体输送机械

1. 用离心泵将A池中20℃的清水送至高位槽B。两液面均为敞口且保持恒定高度差

12m。管路内径50mm，总长度（包括管件、阀门的当量长度）为80m，摩擦系数为。管路上安装一孔板流量计，其局部阻力系数为。水的输送量为h。试求：（1）管路特性方程；（2）泵的有效功率。

2. 如图所示的实验装置上，于2900r/min转速下用

20℃的清水在常压下测定离心泵的性能参数。测得一组

数据如下：

泵入口真空表的读数为68kPa，泵出口压力表读数

为262kPa；两测压口之间的垂直距离h0=；电动机功率

为，电动机的传动效率为96%；在泵的排出管路上孔板

流量计U管压差计读数R=，指示液为汞（密度为

13600kg/m3），孔流系数C0=，孔径d0=；泵的吸入管和

排出管内径分别为80mm和50mm。

试求该泵在操作条件下的流量、压头，轴功率和效

率，并列出泵的性能参数。

3. 用离心泵向密闭高位槽输送清水（=1000 kg/m3）。在规定转速下，泵的特性方程为H=104Vs单位为m3/s

密闭容器的表压为118kPa，高位槽与水池液面保持恒定位差14m，管路中全部流动阻力为h f=105Vs单位为m3/s

试求：（1）泵的流量、压头和轴功率（泵的效率为82%）；（2）若改送=1200 kg/m3的碱液（其他性质和水相近，且其他条件均不变），泵的流量、压头和轴功率。

4. 如附图，用离心泵将30℃的水由水池送到吸

收塔内。已知塔内操作压力为500kPa(表压)，要求流

量为65 m3/h，输送管是1084mm钢管，总长40m，

其中吸入管路长6m，局部阻力系数总和∑1=5；压出管

路的局部阻力系数总和∑2=15。

(a) 试通过计算选用合适的离心泵。

(b) 泵的安装高度是否合适大气压为760mmHg。

(c) 若用图中入口管路上的阀来调节流量，可否