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/umax=( )；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uT=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t1,t2,t3和t4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,qe=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umax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d1与d2的两管段串联而成，d1<d2。

某流体稳定地流过该管道。

今确知d1管段内流体呈滞流，则流体在d2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/umax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.（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．如图，一离心泵将水从贮槽抽至敞口容器中，两液面恒定且距离8m。

泵的吸入管线L1=20m，排出管线L2=60m（以上均包括进出口及各种局部阻力），管径均为40mm，摩擦系数均可取0.01，离心泵的特性曲线方程H=22-7.2×105Q2(H —m，Q—m3/s），泵的效率为65%，试求：（1）管路的特性方程；（2）管内水的流量m3/s；（3）泵的轴功率。

2.某悬浮液在一台过滤面积为0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤液35m3，若滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。

求：①其它情况不变，过滤1.5h所得滤液量。

②其它情况不变，过滤2h后用4m3的水对滤饼进行横穿洗涤，需要洗涤时间为多少小时？3．一除尘器高4m，长8m,宽6m,用于除去炉气中的灰尘。

尘粒密度ρs=3000kg/m3.炉气密度ρ=0.5kg/m3、粘度μ=0.035mPa·s,颗粒在气流中均匀分布。

若要求完全除去大于10mm的尘粒，问：每小时可处理多少立方米的炉气。

若要求处理量增加一倍，可采取什么措施？化工原理（1）四一、填空：（1）湍流时的摩擦系数λ可通过（）来解决，且在完全湍流区，摩擦系数λ只与（）有关，而与（）无关。

（2）在一稳定流动系统中，水由细管流入粗管，细管与粗管的流速分别为2m/s,与1m/s。

细管与粗管连接处的局部阻力系数ξ=0.27，则水通过此处的局部阻力所产生的压强降△Pf=( )Pa。

（3）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。

（4）被输送液体的粘度增大时，则离心泵的压头（），效率( )。

（5）往复泵的流量与压头（），需采用（）调节流量。

（6）在化工生产中，流体静力学基本方程式主要应用于（），（），（）。

（7）离心泵流量调节方法为（），（），（）。

（8）写出两种带有热补偿的列管式换热器名称（），（）。

（9）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。

（10）在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是（），缺点是（）。

二、计算题：1．如图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量45m3/h，管路的L+∑Le=150m，槽内的压力为2m水柱（表压），吸入和排出管路均为φ108×4mm的光滑管。

求：（1）泵的压头和轴功率（泵的效率为65%）；（2）若阀门的开度和操作条件等均不变，现改为输送ρ>ρ的液体，粘度与水水相近，定性分析H,Q,N将如何变化？（水的物性数据ρ=1000kg/m3,μ=1×10-3PaS,λ=0.3163/Re0.25）2.某悬浮液在一台过滤面积为0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤液35m3，若滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略不计。

求：①其它情况不变，过滤1.5h所得滤液量。

②其它情况不变，过滤2h后用4m3的水对滤饼进行横穿洗涤，需要洗涤时间为多少小时？3．在海拔为1000m的高原上（大气压力为9.16m水柱），使用一台允许气蚀余量为5.5m的离心泵。

已知该泵吸入管路中的全部阻力与速度头之和为2.5m水柱。

现须将泵安装于水面之上3m处，则此泵能否正常操作（设水温最高时为20℃）。