化工原理作业题.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流化工原理作业题【精品文档】第 14 页【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含 50%、 2%、48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的量保持一定。解 电解液1000kg 浓缩液中 10000.l=100kg =0.5(质量分数)10000.l=100kg =0.02(质量分数) 10000.8=800kg =0.48(质量分数)在全过程中,溶液中量保持一定,为100kg浓缩液量为200kg浓
2、缩液中,水的含量为2000.48=96kg,故水的蒸发量为800-96=704kg浓缩液中的含量为2000.02=4kg,故分离的量为100-4=96kg【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。解 进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水
3、换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解 管中水柱高出槽液面2m,h=2m水柱。(1)管子上端空间的绝对压力在水平面处的压力平衡,有习题1-6附图(2)管子上端空间的表压 (3)管子上端空间的真空度(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度 常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为习题1-10附图【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动,为测量A、B两截面间的压力差,安装了两个串联的U形管压差计,指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U形管的连接管中,充满空气。若测压前两U形压差计的水银液面为同一高度,试推导A、B两点的压力差与液柱压力汁的读数之间的关系式。解 设测压前两U形
4、压差计的水银液面,距输水管中心线的距离为H。在等压面处因,由上两式求得因故 【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器,其内管为,外管为。内管中有密度为、流量为的冷冻盐水流动。内、外管之间的环隙有绝对压力为,进、出口平均温度为,流量为的气体流动。在标准状态下,气体的密度为。试求气体和盐水的流速。解 液体 内管内径 液体质量流量 ,体积流量 流速 气体质量流量 密度 体积流量 流速 习题1-13附图 习题1-14附图【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为,管内径为200mm,截面2处的管内径为100mm。由于水的压力,截面1处产生1m高的水柱。试计算在
5、截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少(忽略从1到2处的压头损失)?解 习题1-15附图 习题1-16附图 另一计算法计算液柱高度时,用后一方法简便。习题1-17附图【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽,下面的出水管直径为。当出水阀全关闭时,压力表读数为30.4kPa。而阀门开启后,压力表读数降至20.3kPa。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m水柱,试求水的流量为多少?解 出水阀全关闭时,压力表读数30. 4kPa(表压)能反映出水槽的水面距出水管的高度h阀门开启后,压力表读数(表压)从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程,以求出水管的流速水的流量【1-29】试求下
6、列换热器的管间隙空间的当量直径:(1)如习题1-29附图(a)所示,套管式换热器外管为,内管为;(2)如习题1-29附图(b)所示,列管式换热器外壳内径为500mm,列管为的管子174根。习题1-29附图解 (1)套管式换热器,内管外径,外管内径当量直径 (2) 列管式换热器,外壳内径,换热管外径,根数根 当量直径 习题1-33附图【1-33】如习题1-33附图所示,用离心泵从河边的吸水站将20的河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m。管路为的钢管,管长1800m,包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为,试求水从泵获得的外加机械能为多少?钢管的相对粗糙度。解 水在20
7、时,流量 流速 湍流查得摩擦阻力损失 以河水水面为基准面,从河水水面至水塔处的水管出口之间列伯努利方程。外加机械能 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m3的水溶液,其他性质可视为与水相同。若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。(3)液体密度增大,则轴功率将增大习题2-10附图【2-10】 用离心泵输送80热水,今提出如下两种方案(见习题2
8、-10附图)。若两方案的管路长度(包括局部阻力的当量长度)相同,离心泵的汽蚀余量。试问这两种流程方案是否能完成输送任务?为什么?环境大气压力为。解 水在80时饱和蒸气压,密度,汽蚀余量,大气压力最大允许安装高度为第(2)方案的安装高度,大于,不能完成输送任务。第(1)方案的安装高度若则水柱时可以用。【4-2】有一冷藏室,其保冷壁是由30mm厚的软木做成的。软木的热导率=0.043 W/(m)。若外表面温度为28,内表面温度为3,试计算单位表面积的冷量损失。解 已知,则单位表面积的冷量损失为【4-6】某工厂用的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失,在管外包两层绝热材料,第一层为厚30mm的矿
9、渣棉,其热导率为;第二层为厚30mm的石棉灰,其热导率为。管内壁温度为300,保温层外表面温度为40。管路长50m。试求该管路的散热量。解【4-9】空气以的流速通过的钢管,管长。空气入口温度为32,出口温度为68。(1)试计算空气与管壁间的对流传热系数。(2)如空气流速增加一倍,其他条件均不变,对流传热系数又为多少?(3)若空气从管壁得到的热量为,钢管内壁的平均温度为多少。解 已知(1)对流传热系数计算空气的平均温度 查得空气在时的物性数据,空气被加热,Pr的指数雷诺数 湍流对流传热系数 (2)空气流速增加一倍,对流传热系数为(3)若空气从管壁得到的热量为,计算钢管内壁平均温度用式计算钢管内壁
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- 化工 原理 作业题
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