化工单元操作

本文格式为Word版，下载可任意编辑——化工单元操作化工单元操作技术习题

填空题：

1、某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p（表压）=1200mmHg和p（真空度）=700mmHg，12当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为1900mmHg。

2、水在变径的管路中作定态滚动小管内径为20mm，大管内径为40mm，且小管中的流速为1.6m/s则大管中水的流速为0.4m/s。

3、压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。4、直径为?57mm×3.5mm的细管逐渐扩到?108mm×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为1m/s。5、相对密度为1.8的液体密度为1800kg/m3。

6、离心泵最常用的调理方法是改变出口管路中阀门开度。

7、天津的大气压强分别为101.33kPa，苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维持5.3kPa的绝对压强，则真空表上读数为96.03kPa。

8、密度为1000kg/m3的流体，在φ108×4的管内滚动，流速为2m/s，流体的粘度为1cp，其Re为2×105。

9、离心泵的安装高度有一定限制的原因主要是防止产生气蚀现象。

10、流体在圆形直管中作层流滚动时，其速度分布是抛物线型曲线。其管中心最大流速为平均流速的2倍，摩擦系数λ与Re关系为64/Re。11、相对密度为1.5的液体密度为1500kg/m3。12、流体的滚动型态分为层流和湍流两种。选择题：

1、水以2m·s-1的流速在φ35mm×2.5mm钢管中滚动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其滚动类型为（A）。

A、湍流；B、层流；C、过渡流；D、不确定；

2、某厂要安装一根输水量为45m3/h的管道，已知水流速为1.5m/s则管径应为（C）。A、100mm；B、200mm；C、103mm；D、105mm；

3、往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。（C）

A、增加、增加；B、减小、增加；C、增加、不变；D、减小、减小；

4、水以5m·s-1的流速在φ38mm×4mm钢管中滚动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,Re数大小为。（A）

A、1.5×105；B、2.0×105；C、1.0×105；D、2.5×105；5、往复泵的流量调理可采用（B）。

A、在出口加装调理阀门；B、在旁路加装调理阀门；C、改变叶轮直径；D、改变转速；6、局部阻力的计算方法有和。（C）

A、静力学方程、伯努利方程；B、连续性方程、伯努利方程；C、当量长度法、阻力系数法；D、伯努利方程、能量守恒方程；7、开口U管压差计是基于原理的测压装置。（D）

A、连续性方程；B、伯努利方程；C、能量守恒方程；D、静力学方程；8、转子流量计的转子位子越高，流量。（A）

A、越大；B、越小；C、不变；D、不知道；

9、在稳定滚动过程中，流体流经各等截面处的体积流量。（C）

A、越大；B、越小；C、相等；D、不知道；判断题：

1、液体的液封高度的确定是根据流体静力学方程式。（T）2、离心泵的工作点是指与泵最高效率时对应的点。（F）

3、离心泵的轴功率P和流量qv的关系为随着P的增大，qv先减小后增大。（F）4、启动往复泵前其出口阀必需先开启。（T）

5、流体滚动中能量损失的根本原因在于流体存在着黏性。（T）6、计量泵的工作原理是利用工作室容积的变化输送流体。（T）7、对离心泵停车时先停电机,再关闭出口阀。（F）

8、设备真空度越高，说明设备内压强越高。（F）

9、流体在圆形直管中滚动时，若其已进入完全湍流区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关

系为Re增加，λ基本上不变。（T）

10、离心泵的扬程随着流量的增加而减小。（T）11、离心泵与往复泵的一致之处在于流量调理方法。（F）12、离心泵的主要部件有泵壳、叶轮、轴封装置。（T）

13、某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kPa。那么塔顶处水的压强为304kPa（表压）。（T）

14、离心泵的特性曲线有H（扬程）～qv（流量）、P（轴功率）～qv（流量）和?（效率）～qv（流量）。（T）

15、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为201.33kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为48kPa。（当地大气压为101.33kPa）。（T）16、离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是防止气缚现象发生。（F）

17、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生气缚现象，而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生气蚀现象。（T）

18、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为-4.43×105Pa。当地大气压强为1.01×105Pa。（T）

19、在国际单位制中黏度的单位是Pa·s。（T）20、往复泵适应于流量较小、压头较高的场合。（T）21、往复泵有自吸作用,安装高度没有限制。（F）

22、若某离心泵的叶轮转速足够快，且设泵的强度足够大，则理论上泵的吸上高度Hg可达无限大。（F）计算题：

1/某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为2.0m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为18m。碱液流经所有管路的能量损失为32.0J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为30.0kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率。

解：取碱液池中液面为1-1′截面，塔顶喷嘴入口处为2-2′截面，并且以1-1′截面为基准水平面。

在1-1′和2-2′截面间列伯努利方程

z1g?u12?12p1??W?z2g?12p2u2???Ef2?或W?(z2?z1)g?p?p112(u2?u12)?2??Ef2?其中：z1=0；p1=0（表压）；u1≈0

z2=18-2=16m；p2=30.0×103Pa（表压）

已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：u2?u入(d入21002)?1.2()?2.45m/sd270ρ=1100kg/m3，ΣEf=32.0J/kg

将以上各值代上式，可求得输送碱液所需的外加能量

130.0?1032W?16?9.81??2.45??32.0?219.23J/kg

21100碱液的质量流量qm??42d2u2??0.785?0.072?2.45?1100?10.37kg/s

泵的有效功率

P?310.?37W2?273e?Wqm?219.2泵的效率为60%，则泵的轴功率P?2kW2.Pe??2.273?3.79kW0.62、用油泵从密闭的容器中送出20℃的戊烷。容器内戊烷液面上的绝对压力为3.50×105Pa。液面降到最低时，在泵中心线以下2.8m。戊烷在30℃时密度为600kg/m3,饱和蒸汽压为3.55×105Pa。泵吸入管口的压头损失为1.8m水柱，所选用的泵气蚀余量为3m，请问该泵是否能正常工作，并指明原因。

解：已知pa=3.50×105Pa，pv=3.55×105Pa△h允=3mρ=600kg/m3∑Hf=1.8m

papV3.5?105?3.55?105Hg????h允??Hf0?1??3?1.8??5.65m

?g?g600?9.81-5.65m<2.8m所以不能完成输送任务。

3、如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45×2.5mm的钢管，要求送液量为4.0m3/h。设料液在管内的压头损失为1.5m（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？解：z1?p12p112u1??H?z2?u2?2??Hf2g?g2g?g其中：z1=h；因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速

比管内流速小得多，可以忽视不计，即u1≈0；p1=0（表压）；H=0

z2=0；p2=0（表压）；ΣHf=1.5mu2??qvd2?4.0/3600?0.885m/s

0.785?0.0424将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度z1?h?121u2??Hf?0.8852?1.5?1.54m2g2?9.814、用离心泵将蓄水池中的水送到高位槽中，水池液面与高位槽液面间的垂直距离为40m，定态滚动。输水管直径内径为160mm，管路中直管总长为1200m，所有局部阻力的当量长度为50m。若泵的流量为100m3/h,泵的效率为60%，摩擦系数为0.05，水的密度取1000kg/m3。求泵的轴功率。

解：在两液面间列伯努利方程式z1g?12p112pu1??W?z2g?u2