化工原理例题

例1-1 若某地大气压为100kPa ，（1）若真空度为30kPa ，表压、绝压为多少？（2）若表压为170kPa ，

绝压、真空度为多少？（3）若绝压为200kPa ，表压、真空度为多少？（4）若绝压为50kPa ，表压、真空度为多少？

例1-2 某台离心泵进口真空表读数为220mmHg(真空度) 、出口压力表读数为1.7kgf/cm2(表压)。

若当地大气压力为760mmHg ，试求： 它们的绝对压力各为若干，进出口压力差为多少？

例1-3 如图所示，常温水在管道中流过。为测定a 、b 两点的压力差，

安装一U 型压差计，指示剂R 的读数为100mm 。试计算a 、b 两点的

压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。

例1-4 直径为800mm 的流化床反应器底部装有分布板，其上开有640个

直径为10mm 的小孔，空气从分布板下部送入。反应器的流速为0.5m/s ，

求空气通过分布板小孔的流速。

例1-5 水从高位槽通过出口管流出。高位槽液面上的压力为大气压。

高位槽液面与出口管中心线间的垂直高度为4.2m ，管子规格为Φ114´4

的无缝钢管，设水在管内能量损失为39.2 J/kg （不包括出口能量损失），

试求管路中水的体积流量为多少m3/h ？

例1-6如图所示一输水系统，管路尺寸为Φ57´3.5。已知全部流动阻

力为 (u 为管内流速）。试求：水的流量为多少？

例1-7 从高位槽向塔内加料，高位槽上方为大气压，塔内压力为0.2kgf/cm2

（表压），要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动，若料液在管内的总压

头损失为1.2m 液柱（r=800kg/m3）

试求：高位槽的液面应比塔入口处高出多少米？

例1-8 如图所示，水流经由小至大的管段，小管尺寸为Φ38´2.5，大管

尺寸为Φ54´3.5，水在小管内的流速为2.5 m/s ，从截面1到截面2的阻

力损失为2 J/kg ，水的密度为1000 kg/m3，指示剂密度为1594 kg/m3，

试求：压差计的读数。

2402u R =∑

例1-9 用泵将贮槽中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，贮槽上方压强

为101.3kPa 。泵的进口管Φ89´3.5 ，碱液在进口管的流速为1.5m/s ，

泵的出口管Φ76´2.5 。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离

为7m ，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg ，蒸发器内碱液蒸发压力

保持在0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。

试计算所需泵的轴功率。（η=60%）

例1-10 有一内径为25mm 的水管，如管中流速为1.0m/s ，水温为20℃。求：

（1）管道中水的流动类型；（2）管道内水保持层流状态的最大流速。

20℃时水的粘度为1cP ，密度为998.2kg/m3

例1-11 将敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的

距离为15m ，输送管路的规格为φ108×4mm ，溶液在管内的平均流速为

1.235m/s ，管路摩擦系数取0.02，管路总长为130m （包括全部局部阻力

的当量长度，但不包括进、出口），

试求：（1）有效功；（2）泵的轴功率（效率η=60%）。

例1-12 用离心泵将密度为1050 kg/m3、粘度为1.145 cP 的溶液从贮槽送至高位槽，其间距离为20 m ，输送量为50 m3/h ，采用f108´4的无缝钢管。已知直管总长为108.8 m ，管路上创优6个标准弯头，1个直入旁出三通，1个全开截止阀。求：离心泵的轴功率（泵的效率为0.8）。

例2-1 某离心泵以20℃水进行性能实验, 测得体积流量为720m3/h ，泵出口压力表数为

3.82kgf/cm2，吸入口真空表读数为210 mmHg ，压力表和真空表间垂直距离为410mm ，吸入管和压出管内径分别为350mm 及300mm 。试求泵的压头。（能量损失可以忽略）

例2-2 一水泵的铭牌上标有：流量36.2m3/h ，扬程12m ，轴功率1.82kw ，效率65%，配用电机容量

2.8kw ，转数1400rpm 。今欲在以下情况下使用是否可以？如不可以，采用什么具体措施才能满足要求？（计数说明）（1）输送密度为1800kg/m3的溶液，流量为33m3/h ，扬程为12m ；（2）输送密度为800kg/m3的油品，流量为50m3/h ，扬程为24m 。

例2-3 某输水系统，泵和管路的特性方程分别为：泵 管路 式中的单位是m3/h ，试求：（1）该系统的输水量为多少？（2）若要求输水量为16m3/h ，应采取什么措施，两条特性曲线有何变化？

例2-4 已知某台泵的特性方程式为 式中H 为泵的压头（m ），qV 为流量(m3/min)。现该泵用于两敞口容器之间送液，已知单泵使用时流量为1 m3/min 。欲使流量增加50％，试问应该将相同两台泵并联还是串联使用？两容器的液面位差为10m

201.030V q H -=205.010V

q H +=2202V

H q =-

例2-5 某台离心泵，从样本上查得允许气蚀余量Δh ＝2.0m （水柱）。若泵吸入口距水面以上4m 高度处，吸入管路的压头损失为1.5m （水柱），当地大气压为0.1MPa 。试求：（1）用此泵将敞口蓄水池中40℃的水输送出去，泵的安装高度是否合适？（2）若水温为80℃，此时泵的安装高度是否合适？（3）若将敞口水槽改为密闭水槽，上方压力为30kPa ，泵能否正常工作。（ 40℃ 水）

例4-1 现有一平壁厚度为400mm ，内壁温度为500℃，外壁温度为100℃。试求：（1）通过平壁的导热热量，W/m2；（2）平壁内距内壁150mm 处的温度。已知该温度范围内砖壁的平均导热系数λ=0.6W/（m·℃）。

例4-2 有一锅炉的墙壁由三种保温材料组成。最内层是耐火砖，厚度b1=150mm ，导热系数λ1=1.06W/（m·℃）；中间为保温砖，厚度b2=310mm ，导热系数λ2=0.15W/（m·℃）；最外层为建筑砖，厚度b3=240mm ，导热系数λ3=0.69W/（m·℃）。测得炉的内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之间界面处的温度为946℃。试求：(1)单位面积的热损失；(2)保温砖与建筑砖之间界面的温度；(3)建筑砖外侧温度。

例4-3 为了减少热损失，在133×4mm 的蒸汽管道外层包扎一层厚度50mm 的石棉层，其平均导热系数λ=0.2W/（m·℃）。蒸汽管道内壁温度为180℃，要求石棉层外侧温度为50℃，管壁的导热系数λ=45W/m·℃。试求每米管长的热损失及蒸汽管道外壁的温度。

例4-4 有一列管式换热器，由38根φ25×2.5的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的流量为8.32kg/s 。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。

例4-5 试计算压力为147.1kPa ，流量为1500kg/h 的饱和水蒸汽冷凝后并降温至50℃时所放出的热量。

例4-6 现用一列管式换热器加热原油，原油在管外流动，进口温度为100℃,出口温度为160℃；某反应物在管内流动，进口温度为250℃，出口温度为180℃。分别计算并流与逆流时的平均温度差。

例4-7 一列管换热器，列管由 的无缝钢管组成，钢管的导热系数为45 ，管内为冷却水，对流传热系数为450 ，管外为饱和水蒸汽冷凝，对

流传热系数为

，试求：

（1）总传热系数K ；（2）若将水侧的对流传热系数增大一倍，总传热系数有何变化。（3）若将蒸汽侧的对流传热系数增大一倍，总传热系数有何变化。（4）若考虑污垢热阻，Rs,i=0.58m2×K/kw， Rs,o=0.090.58m2×K/kw，总传热系数有何变化。

mm 5.2

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