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p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，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流动小管内径为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、离心泵最常用的调节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的管内流动，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流动时，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、流体的流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钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3,其流动类型为（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钢管中流动，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、往复泵的流量调节可采用（B）。A、在出口加装调节阀门；B、在旁路加装调节阀门；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、在稳定流动过程中，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须先打开。（T）5、流体流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、流体在圆形直管中流动时，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、离心泵与往复泵的相同之处在于流量调节方法。（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fEpugzWpugz222212112121或222121211()()2fppWzzguuE其中：z1=0；p1=0（表压）；u1≈0z2=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：45.2)70100(2.1)(2222dduu入入m/sρ=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32130.010169.812.4532.0219.23/21100WJkg碱液的质量流量22220.7850.072.45110010.37/4mqdukgs泵的有效功率219.2310.3722732.273emPWqWkW泵的效率为60%，则泵的轴功率2.2733.790.6ePPkW2、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=1.8m55013.5103.551031.85.656009.81aVgfppHhHmgg允-5.65m2.8m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：fHgpugzHgpugz222212112121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，可以忽略不计，即u1≈0；p1=0（表压）；H=0z2=0；p2=0（表压）；ΣHf=1.5m2224.0/36000.885/0.7850.044vqumsd将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度2212110.8851.51.54229.81fzhuHmg4、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，定态流动。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fEpugzWpugz222212112121222100/36001.382/0.7850.164vqumsd由22eflluEd带入数据∑Ef=373.03J/kg由伯努利方程：222211.382()409.81373.03766.38/22fuWzzgEJkg766.38(100/3600)100021.29emPWqkW21.2935.480.6ePPkW5、如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，指示液为水银，读数R＝350mm，m＝950mm。已知当地大气压为101.3kPa，水的密度1000kg/m3，水银的密度136000kg/m3。试计算该截面处的压力。解：图中选A-A′面为等压面，即'AApp而：aApp'gRgmppA0于是：gRgmppa0则截面处绝对压力010130010009.810.95136009.810.35appgmgR=45284.9Pa6、采用实验装置来测定离心泵的性能。泵的吸入口与排出管具有相同的直径，两测压口间垂直距离为0.7m。泵的转速为3000r/min。以20℃清水为介质测的以下数据：流量为54m3/h，泵出口处表压为260kPa，入口处真空表读数为27.0kPa，功率表测得所消耗功率为6.5kw，泵有电动机直接带动，电动机的效率为95﹪，试求该泵在输送条件下的扬程、轴功率、效率。（因两测压口很短，期间流动阻力可忽略不计）解：（1）在真空表和压力表所处位置的截面分别以1-1’和2-2’表示列柏努利方程式，即212222211122fHgugpZHgugpZ因两测口的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即021fH，所以m2.2981.91000107.26102555.033H212112()fppHzzHg=0.7+[（260+27.0）×103]/（1000×9.81）+0=29.96m（2）电动机消耗功率电动机效率=6.50.95=6.175kw，泵的轴功率为P=6.175kw(3)泵的效率5429.9610009.81100%100%100%71.39%36006.1751000evPqHgPP