化工原理自测练习题(上册)华东理工大学

1、练习一第一章流体流动 .填充 1. 连续性假定流体质点连续，定态条件下，连续性方程的物理意义是： 其质量流量不变。 流体在管流动时， 2. 控制体与系统的区别在于考察方法的不冋，对系统进行考察的方法是 控制体进行考察的方法是欧拉法。 拉格朗日法，对 3. 圆管湍流和层流的区别是 流型 层流 湍流 本质区别 质点无径向脉动 质点有径向脉动 Re 4000 剪应力分布 r 2l r 2l 速度分布 u 1 (R)2 U maxR u (1 R)n UmaxR U/Umax 1/2 0.8 入与Re的关系 64 Re 高度湍流f （Re） 般湍流f (Re,) d 入与2B, 3D 三计算 1. 解

2、：1)本题属静力学问题，是两个 U型压差计的组合 Zg hfhfA Bhf l le u2 hf d2 因为卩很大， 设 Re2000, 2解：两槽液面1-2间列机械能衡算式, (1) 对左边压差计： A B Rg( i ) 对右边压差计： A B Hg( i ) A Pa (Z2 召) g, cpc Pa (Z2 Z1) g (R H)g( Pa 0.278at 2) R H Pa (Z2 Z1) g g( i ) =0.521m (2) 64 Re hf 32 (I le)u d2 hfAB 竺(R1 R2)g( j_) 29.1J/kg (4) 结合（ 1) (3) (4) u 0.57

3、m/ s 验证Re=9062000,计算有效 2）当阀门关闭，流体静止, 当阀门打开, A ,（ A 阀门关闭, c) (i)g& C不变, 同理，阀门关闭， u2 ，Ri hfB 2 hfB2 ( d u2 B2 I BB CA ( i)gR2 阀关闭b ,R2 1) 对截面1-B间列机械能衡算式： 2 2 U ) ( 1 U ) 2)oc( d 2)cB (乙 zB)g 根据连续性方程 u d2 cbWb 4 才OC dOc 3解 Pb uOC 1.70m/s,uCB 2.65m/s 孔流速度uouoc(doc)2 d。 6.80m/s cO2 U0)2 _ 2 (Co 6.01 104

4、Pa A点的压强 Pb 乙g ZAg ( _ d 2 )c cA Pa 2)注意:本题由于D点的位置未定，故题意可能是求 C点或 对1-B及1-A分别列机械能衡算式 乙g ZBg ( 根据连续性方程 dOc uoc 2d 2 CB UCB Uoc2.15m/s, PC 1.94 104 Pa PA 3.92 104 Pa 练习二 第二章 流体输送机械 填充 1.隔膜泵 . 计量泵 齿轮泵 螺杆泵 2. 泵液体平均密度太小 , 灌泵排气和保持泵密封良好 3. 泵流体压强太低减小吸入管路阻力 降低 Pv 或增加 P0 4. 调节旁路阀 ,改变活塞行程 ,往复次数 5. 灌泵排气 关闭出口阀 旁路阀

5、 6. = 1.2 7.He 2H 8. 2.746 9. p , He不变,Pa 10. 6.91 11. = 12.24.3 0 7.2 选择 1.c 2.B 3.D 4.D 三.计算 解:对于循环管路: l d 2g （如）2 d 2g （ d2） 2020 30 0.03 He hf 14.3m 在截面1 0.03 1 2 9.81 4 1.413 10 3 3.14 0.032 2之间列机械能恒算式 2 I U2、 ) d 2 压,即p20,代入 2 g P2 （2 为使泵入口处不出现负 2 l1 ） U2gZ PoZ0 Po （1 卫乙gZ0 2.01 104 四复杂管路,n个支管

6、n个机械能方程 解：1 B阀关闭,为简单管路,1 2截面之间列机械能衡算 式 HZ2 hfi 2 4qv ll 12 d 6 1.29 106q； 联立解方程 H 6 1.29 106q； He 22 7.2 105qV qv 10.2m3/h 2 B阀全开时，为分支管路 在1-2之间列机械能衡算式 H Z2 11 2 u1 在1-3之间列机械能衡算式 HZ3 2 I2 U2 d 2g L u3 d 2g 用同一泵,H相同,U2U3J 联立解方程 H 6 2.22 105qV 52 He 227.2 10 qv 3 qv 14.8m /h 五. 解:在0-1之间列机械能衡算式 Hhf o i

7、乙 11( 4qv)2 d 2 g d2 6 10 336qJ 当qv 0.21m3/min 时 管路需要 H 10 336 0.21224.8m 泵扬程 He 40 222 0.21230.2m 24.8m 所以此泵合用 2. 联立解方程 H 10 336q： He 40 222q： qv 0.232m3/ min 0.21m3/min 3. 为使流量满足设计要求，需要调节出口阀（关小出口阀） 当出口阀调节阀门至qv 0.21m3/min时,增加了阀门阻力 则消耗在阀门上的阻力 损失增加了 (He H)g (30.2 24.8) 9.81 53J/kg questio n 1阀门增加阻力后，

8、管路特性方程？写出新的特性方程 2阀门的当量长度 H 10 458.0qV2 key: le 27.2m 五.图示输送管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽.已知吸入管直径$60 x 3mm,管长 lcD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度）摩擦系数入均为 0.03, Z=12m,离心泵特性曲 线为 He 30 6 105qV，式中 He：m；qv：m3/s 试求:1.管路流量为多少m3/h 2旱季江面下 0.05m/s 20 0.7305 0.38252 8(V Ve)Vw KA2 8(0.3825 0.305) 丄 0.3825 10 1.57 10 5 8.062 124(s) 作业中存

9、在的问题 10解(1) A 10 2 0.635 0.3825 0.0305 1.57 10 5 8.062 8.06m2 Ve qeA 0.0378 8.060.0305m2 恒压过滤:V2 2VVe KA2 根据物料衡算 V 饼 0.6352 0.025 100.1008m166(S) (2)板框压滤机 50 5050 2710 1000 w 13.9 p 27100 05622 w 1 w 13.9 0.05622 100 13.9 p 2710 1000 (V V 饼) V 饼(1) (1 V )V(1 0.7305 0.05622) 0.1008 0.3825m 0.05622 代如

10、恒压过滤方程 练习三：第四、五章 自测练习题 .填充 1 比表面积相等阻力损失与比表面积平方成正比 大颗粒比表面积增大预测床层压降 (要求掌握本质特征) 影响床层阻力的因素：(1)物性 (2 )流动条件 (3)设备特征尺寸 2. 2 dq d 1/2 1 s r。(q qe) 不可压缩滤饼,s 0 要求掌握过滤速度的影响因素(定量定性) 3. 愈少 t q Jq； K qe 在恒压操作下，n n ,q 22 生产能力：Q nqA n(.Ve KAV。) n 过滤机、板框压滤机、真空回转过滤机 4. 0.1h Ve 0, w (dV) k -/ w d wA24 A22 2A2 r w Vwr

11、V终rV终 2 KA2 2V终2 V终 终V终 0.1h V 1 V ww (dV)2 V终 / w d 板框压滤机结果怎样? 5.U U1 Ut 1) U1与u满足连续性方程 2) 床层的三个阶段：固定床、流化床、输送时速度之间的关系 6惯性离心力与重力之比压降 分离效率 7.不变 使床层温度、浓度分布均匀 腾涌沟流 散式聚式 & (1) 0.05Ut Up ut u 0.05 0.010.04m/s h Up (2) 26 125 0.04 n 1 26 9液体由下向上通过由球形均一颗粒所堆积的床层，并 使之流态化。若液体的体积流量越大，则床层空隙率 &不变 。液体在颗粒缝隙间的流速不变（

12、变大、变小、不变、不确定） （流化床，每一个表观速度有一个相应的空隙率。表 观速度越大，空隙率也越大，而通过床层的实际流速不 变，总是等于颗粒的沉降速度） 10 含细小颗粒的气流在降尘室除去粒子（沉降在斯 托克斯区），正常情况下能100%除去50um的粒子， 现气体处理量增大一倍，原降尘室能100%除去的最小 Au t, d：( p )g qv Ut 粒径为70.7um 18 （去 Ut qv qv 2 P 的气-固混合物，其效率 2就要比1小。 、250 um 11. 降尘室的牛产能力只与降尘室的长度和宽度有关， 而与高度无关 12. 一般认为流化床正常操作的流速围在起始流化速 度和带出速度

13、之间 13 .已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A , qe为Ve/A, Ve为过滤介质的当量滤液体积，在恒压过滤时，测得 -3740q200，则过滤常数 k=1/3740, qe=1/374 q 根据一 q 1 2 Kq Kq 1，那么在高温处理同样 14.某重力沉降室在常温下处理某气-固混合物时，其效率为 .作题图 dq d 恒速: 恒压： 三.计算题 根据 qe qe 解: 2(q qe) 2cq 0,s 2cqe 2c2 0,s 1 s 2qqe c2r 1）根据物料恒算 LA(1 ) 2 2c 2cqe cqeo 2800 8 2800 1000 2800 1 92 1000 0.

14、64 0.03 1 V悬VLA 4、 21.83m3 0.64 2) 恒压过滤, 而且 qe 0 则q2qqe K K X 0.162 0.5 0.285 所需过滤面积: A V連 q 0.285 6.42 每个框的过滤面积: 0.56 0.560.627m2 所需的滤框: 6.42 解: 1) 0.627 滤饼充满框时 10.2只取11只 c 0.635 0.635 0.025 0.0101m3 0.075 皿 0.135m3 0.075 2 0.635 0.6350.806m2 0.135 0.806 在恒压下过滤： 0.167m3/m2 2) 2小 q 2qqe K 0.1672 2 0

15、.167 0.。23457S。的 1 10 5 若将操作压力增加一倍，则 、1 s1 0.5 )21.414 1.414K1.414 10 5m2 /s 3) 获过滤量与框厚无关 3 2 q 0.167m3 / m2 V 0.135 28 3.78m3 31) 解:1)qv qm 1200 1.2 1000m3 / h 0.278m3 / s A 10 10 100m2 Ut 也 2.78 100 A 设颗粒的沉降处于斯托 d：g( p ) 10 3m/s 克斯区 Ut 18 验证：Re 6.08 10 6 2.78 10 3 1.2 1.81 32计算有效 可100%除去的颗粒直径为 1.1

16、2 10 10 5 6.08um 1cq 1 r18 Ut価r181.81 10 5 2.78 10 3 応 9.81 (2500 12) dp-22 g( p ) 6.08 10 6m 6.08Um 2) UtUt 0.5 Ut0.5 H 0.5 H 3 2.78 100.5 Ut0.5ut 3 1.39 10 m/s 18 1.81 10 5 1.39 10 9.81 (2500 12) 3 1 -2 4.29um 可50%降去颗粒的直径为 4.29um 67.6% 叱(,2 (608)2 直径为5um的尘粒可除去的百分数为67.6% 29 273 dmin Re p 18 Ut18 2.

17、41 10 5 0.00399 .(p )g -(2500 0.836) 9.81 0.836 84.0 10 6 0.00399 5 0.0116 2 2.41 10 5 8.40 10 5m 84.0um 3 0.836kg/m 22.4 273 150 2.41 10 5Ns/m2 I 厶UU- _ _ _ 3 . qV0.399m / s 0.836 3600 可全部除去的最小颗粒的沉降速度为 qV0.399 utV0.00399m/s A 100 假定颗粒沉降处于斯托克斯定律区，则 以上计算有效 3）降尘室的生产能力下降由此可知， 进入降尘室气体温度升高， 在气体质量流量不变， 含尘

18、情况不变的情况下， 温度上升, 气体的粘度增大，颗粒的沉降速度下降，在降尘室面积一定的情况下，导致生产能力 下降，出口气体中含尘量增加 4. 解： q. q2 K qe 如果滤布阻力忽略 则 q K 1 220(s) n丄 60 q 5.15 10 6 2010.14 10 3m3/m2 转鼓面积:A dl 3.14 1.75 0.94.95m2 V qA 10.14 4.95 10 30.05m3 所以，每转一周所得滤液量为 0.05m3 过滤机的生产能力 2 Q . KA n 6 2 1 1333 Q 5.15 10 4.95 0.837 10 m /s 3.01m /h If 3 60

19、或Q nqA 10.14 10 4.953.01m /h 0 1500 (1) 1000 0.232 594 1500 0.396 0.44 0.23233 10.14 107.17 10 m 1 0.2320.44 3）生产能力Q QKA2n 在其它条件一定的前提下,n下降,生产能力下降 Qn.2 Qn2 每转一周所得滤液量 q K n n下降,每转一周所得的滤液量 q增加丄也增大 练习四：第六章传热 一.填空 1.不变， 减小 定态传热，热流里 :Q=C，热流密度qr ,r ,A A 2. ,=,= Q C, R! R R2 ,则 t1t2,()1()2 RR 3.入2 t Q R 当 t

20、一定时, R愈小，热损失愈大 R i 2 1 Ami 2 Am2 对于平壁，A c,两种材料的位置对保 对园管或球壁， 外层Am2内层Am1，将 4.增加近管壁处的温度梯度，提高传热速率 5. a 0,b 1 1 , 3 a ,b 4 4 a 2.5,b 3.5 圆形直管内 t0. q t, a 0,b1 蒸汽管外冷凝 1 + 41 .3 t , a, b ,q 大容积饱和沸腾: a 44 2.5,b3.5 t2.5 上Q C R-t1 ) 11 K A tm 仃1 t2) (T 2 tj 新工况 q m2Cp 代入可得 In亠 T211 T1t 2 A 0.8A In T2 0.8 tl III K A (q m2Cp2 25 q m2Cp 2 20 m2 1) qm1CP1 q m2Cp 2 qm1CP1 原工况Q q m2 qm2 qm2Cp 2 (t2 1.2 2 qm2CP 2 qm1CP1 t1)167.2kw 01.5