第一章单元作业
单元作业 1-1
1-1.如本题附图所示,用离心泵将 20℃的甲苯从地下储槽输送到高位槽,甲苯的体积流量为 15 mm。高位槽与储槽的液面差为 10 m,且维持恒定,储槽及高位槽液面上方均为大气压。泵的吸入管路为 73 mmx4 mm,总长度为 19 m(包括局部阻力的当量长度);排出管路为 Φ57 mmmx3.5mm,总长度为 25 m(包括局部阻力的当量长度),摩擦系数入取为0.0315。若泵的效率为 70%,试求泵的轴功率。注:20℃时甲苯的密度p=867 kg/m。
单元作业 1-2
1-2.如本题附图所示,将水塔中的水送至用水车间,水塔中的液面维持恒定。输水管路的管径为 Ф89 mmX4.5 mm,管路系统的总长度(包括除进口和出口之外所有局部阻力的当量长度)为 85 m,要求输水量为 35.0 m/h。
(1)计算水塔中液面必须高出输水管出口轴线的高度Z:(2)若将输水量增加 20%,则水塔中的液面升高多少。注:1)管内流动摩擦阻力系数为0.0275,且维持不变
2)水塔中液面上方和输水管出口处的压力均为大气压。
第二章单元作业
单元作业 2-1
2-1.用离心泵(转速为2900r/min)将20 ℃的清水以 60mhh的流量从水池送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4m和 0.61 m。规定泵入口的真空度不能大于 64kPa。泵的必需气蚀余量为3.5 m。试求(1)泵的安装高度(当地大气压为 100kPa);(2)若改送 55 ℃的清水,泵的安装高度是否合适。
单元作业 2-2
2-2.用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠,两液面维持恒差8.8m,管内流动在阻力平方区,管路特性方程为
H.=8.8+5.2×10’0?( 的单位为m/s)
单台泵的特性方程为
(Ω 的单位为 m’/s)H=28-4.2×10 0
试求泵的流量、压头和有效功率。
(2)若用上述两台规格相同的离心泵组合操作,试求可能的最大输水量。
第三章单元作业
单元作业 3-1
3-1.在67×10’Pa 压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验,测得过滤常数 K-5×10-m’/s,4e-0.01 m/m?,滤饼体积与滤液体积之比 v=0.08。现拟用有 38 个框的 BMY50/810-25型板框压滤机在134×10’Pa 压力下过滤上述悬浮液。试求:(1)过滤至滤框内部全部充满滤渣所需的时间;(2)过滤完毕以相当于滤液量 1/10 的清水洗涤滤饼,求洗涤时间;(3)若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需 15 min,求过滤机的生产能力(m’ 滤液h)。
单元作业 3-2
3-2.用一小型压滤机对某悬浮液进行过滤试验,操作真空度为 400 mmHg。测得K=4×10“m’/s,9。=7×10-m /m’,o-0.2。现用一台 GP5-1.75 型转简真空过滤机在相同压力差下进行生产(过滤机的转鼓直径为 1.75 m,长度为 0.9 m,浸没角度为 120°,转速为 1mmin。已知滤饼不可压缩。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。
第四章单元作业
单元作业 4-1
4-1.在一传热面积为40 m?的平板式换热器中,用水冷却某种溶液,两流体呈逆流流动。冷却水的流量为30 000 kg/h,其温度由22°C升高到36’。溶液温度由115 ℃降至55 ℃℃。若换热器清洗后,在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下,冷却水的出口温度升至40℃,试估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。假设:(1)两种情况下,冷、热流体的物性可视为不变,水的平均比热容为4.174kJ/(kg·C);(2)两种情况下,以、α,分别相同;(3)忽略壁面热阻和热损失。
单元作业 4-2
4-2.在一单程管壳式换热器中,管外热水被管内冷水所冷却。已知换热器的传热面积为5 m?总传热系数为1 400 W/(m C);热水的初温为100’℃,流量为5 000 kgh;冷水的初温为20°C流量为10 000 kgh。试计算热水和冷水的出口温度及传热量。设水的平均比热容为4.18 kJ/(kgC),热损失可忽略不计。
第五章单元作业
单元作业 5-1
5-1.在一连续操作的单效蒸发器中将 NaOH 水溶液从 10%浓缩至 45%(质量分数),原料液流量为1000 kg/h。蒸发室的操作绝对压力为50kPa(对应饱和温度为81.2℃),加热室中溶液的平均沸点为 115 ℃,加热蒸汽压力为 0.3 MPa(133.3 ℃),蒸发器的热损失为 12 kW。试求(1)水分蒸发量:(2)60℃和 115 ℃两个加料温度下加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗用量。
单元作业 5-2
5-2.在单效真空蒸发器中将牛奶从 15%浓缩至 50%(质量分数),原料液流量为F=1500 kg/h,其平均比热容c-=3.90 kJ/(kg·℃),进料温度为30 ℃。操作压力下,溶液的沸点为65 ℃,加热蒸汽压力为 10Pa(表压)。当地大气压为 101.3 kPa。蒸发器的总传热系数 K。-1 160 W(m2℃),其热损失为8kW。试求(1)产品的流量;(2)加热蒸汽消耗量;(3)蒸发器的传热面积。
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