化工过程原理及设备

化一

一、填空：

（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比；流量一定时，阻力损失与管径（）次方成反比。

（2）离心泵的轴功率随流量的增大而（），启动离心泵前应（），以减少启动电流，保护电机。另外，离心泵启动前，还要( )，否则就会造成（）现象。

（3）层流时，圆管内的流速呈（）分布，u/u

max

=( )；当温度升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（）。

（4）往复泵的流量与压头（），需采用（）调节流量。

（5）研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的（），其目的是为了摆脱（），而从（）角度来研究流体的流动规律。

（6）在化工生产中，流体静力学基本方程式主要应用于（），（），（）。

（7）离心分离因数Kc=（）,若旋转半径R=0.4m，切向速度u

T

=20m/s 时，则Kc=（）,结果表明在上述条件（）。

（8）通过三层平壁的热传导中，若测得各面的温度t

1,t

2

,t

3

和t

4

分别为

500℃,400℃,200℃和100℃，则各平壁层热阻之比（）（假设各层壁面间接触良好）。

（9）为了减少辐射热损失，可采用（）方法，而且材料的黑度（），散热愈少。

（10）当管壁和污垢热阻可以忽略时，如果当两个对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高（）的α。若两侧α相差不大时，则必须将（）才能提高K值。

二、计算题：

1．用降尘室来除去含尘气流中的球形尘粒，颗粒在气流中均匀分布，尘粒密度为3000kg/m3,降尘室长4m，宽2m,高1m。含尘气流密度为 1.2kg/m3,流量为7200m3/h，粘度为3×10-5Pa·s,设在斯托克斯区沉降，试求：

（1）可被完全除去的最小粒径；

（2）可被50%除去的粒径。

2．在3×105Pa的压强下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5m2/s,q

e

=0.01m3/m2,又测得滤饼体积与滤液体积之比ν=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与试验用的相同。试求：

①过滤至框内全部充满滤渣所需时间；

①过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；

③若每次卸渣、重整等全部辅助操作时间共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m3滤饼计）。

3．有一管长为2m的列管冷却器，将油从150℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为15℃，出口温度为40℃，油和水作并流流动，若用增加管长的办法，使油的出口温度降到80℃。设油和水的流速、进口温度及冷却器的其它尺寸均保持不变，问新冷却器的管长应等于多少才能满足要求？（假设Cp比热不随温度而变）。

化工过程原理及设备二

一、填空题：

（1）在流体流动中，圆形直管内流体滞流时的速度分布为（）形状，且

平均速度u与管中心最大速度u

max

之比等于（）；湍流时的速度分布为（）。

（2）有一串联管道，分别由管径为d

1与d

2

的两管段串联而成，d

1

2

。某流体稳

定地流过该管道。今确知d

1管段内流体呈滞流，则流体在d

2

管段内的流型为

（）。

（3）离心泵的工作点是（）曲线与（）曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵发生（）现象。

（4）离心泵无自吸作用，开泵前要先（），以防止（）现象的产生。

（5）在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（），总传热系数K的值接近（）。

（6）为了减少辐射热损失，可采用（）方法，而且材料的黑度（），散热愈少。

（7）某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降,若处于滞流沉降区,当空气温度升高时,空气的黏度（），颗粒的沉降速度（）。

（8）测定流量常用的流量计有（）、（）、（）。

（9）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和（）有关，而与（）无关。

（10）工业过滤一般采用（）过程最合理。过滤常数的测定一般在（）进行。

二、计算题：

1．某车间用离心泵将原料送到塔中，如附图所示。塔内压强为491kPa（表压），槽内液面维持恒定，其上方为大气压。槽内液面和塔进料口之间的垂直距离为20m，假设输送管路的阻力损失为5m液柱，料液的密度为900kg/m3,管子内经皆为25mm，送液量为2000kg/h。试求：

（1）泵的有效功率；

（2）如果泵的效率是60%，求其轴功率。

2．用板框过滤机恒压过滤某水悬浮液，滤框共10个，其规格为810×810mm，框的厚度为42mm。现已测得过滤10分钟后的滤液1.31m3，再过滤10分钟，共得滤液1.905m3。滤饼体积和滤液体积之比为0.1。试计算：

①将滤框完全充满滤饼时所需的时间（h）;

②若洗涤时间和辅助时间共45分钟，该装置的生产能力（以每小时滤饼体积计）。3．常压贮槽中盛有石油产品，其密度为760kg/m3,粘度小于20cst。在贮存条件

下的饱和蒸汽压强为80×103Pa。现拟用65Y—60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177×103Pa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m。试核算该泵是否合用。若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33KPa计。

附：65Y—60B型油泵性能参数如下：

流量 m3/h 19.8

扬程 m 38

效率 % 55

轴功率 KW 3.75

允许气蚀余量 m 2.6

化工过程原理及设备三

一、填空：

（1）层流条件下，管径一定时，阻力损失与流量（）次方成正比；流速一定时，阻力损失与管径（）次方成反比。

（2）离心泵的压头与流量（）关，一般用（）调节流量。往复泵的压头与流量( )关，一般用（）调节流量。

=( );当温度（3）层流时，圆管内的流速呈（）分布，u/u

max

升高时，处于层流状态的空气的阻力损失（）。

（4）一小颗粒在空气中沉降服从斯托克斯定律，当空气温度升高时，则其沉降速度（），且颗粒直径越大，沉降速度越（）。

（5）降尘室的生产能力只与降尘室的（）和颗粒的（）有关，而与（）无关，因而工业上多采用（）降尘室。

（6）工业上，沸腾传热一般控制在（）状态下，冷凝器的设计通常以( ）冷凝考虑。

（7）离心分离某悬浮液，其切向速度为20m/s，旋转半径为0.4m,则其分离因数为（）。

（8）在列管式换热器中使用饱和水蒸气加热冷空气时,管壁的温度接近（）侧温度.