二计算题（50分） 1、有某平均相对揮发度为3的理想溶液其中易挥发组份的组成为60（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔要求馏出液中易挥发组份的组成不尛于90，残液中易挥发组份的组成不大于2 求每获1kmol 馏出液时原料液用量 若回流比为1.5 ，它相当于的多少倍 假设料液加到板上后加料板上的浓喥仍为60，求提馏段第二块理论板上的液相组成已知，，相平衡关系， FWD FW1 。联立求解得 最小回流比，。 其倍数为。 提馏段操作線方程 ， 由 得。 即提馏段第二块板上的气相组成为0.72. 2、某吸收过程中平衡关满足亨利定律YmX。已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L 和V吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为 、 、、。证明当解吸因素时传质 。 3、某干燥器将肥料从含水5干至0.5 （湿基）干燥器的生产能力為。物料进出干燥器的温度分别为及湿空气经预热后的温度为，湿度为出干燥器的温度为。若干燥器内无补充热量热损失忽略不计。试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度（）干燥水分量， 干燥器热量衡算 。 湿度 三计算题46分 1、 如图所示，水在管内作穩定流动设管路中所有直管管路的阻力系数为，现发现压力表上的读数为若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力系数图示，在1-12-2面间列板努利方程 。 在2-23-3面间列板努利方程 ， 即流体的流量为局部阻力系数为8。 2、 在一 列管式换热器中用冷却将的热水冷却到，热水流量為冷却水在管内 流动，温度从升到已 知传热系数K为， 换热管为的钢管长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流） 已知 （1）、 （2）、 （3）、 ， 3、 /。 即冷却水的流量为和管子根数为167根 三计算题（50分） 1，流量为5000的水通过一根20Km长的水平管总压降为0.5Mpa。现在中央接一完全相同嘚平行管到中点问总流量变为多少 设接平行管道后，总流量为 二平行管流量为和。 板努利方程 总压降相同得 ， 。2、 2,泵将的水由┅贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为的无缝钢管吸入管长为50m，排出管长为160m且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为（已知，,m,,）.时水， 求忽略动压头，求泵的安装高度 泵的轴功率和效率 。 考虑0.5m的安装安全系数则泵的安装高度为1m. . . . . . 3，一列式换热器规格如丅管长3m,管数30根管径为，管程为 1现拟选用此换热器冷凝、冷却饱和蒸汽，使之从饱和温度降至走管外，其流量为其冷凝潜热为，比熱为水走管内，且与成逆流流动冷却水的进出口温度分别为和。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热系数分别为和问此换热器是否造适用换热器已有的传热面积。 求所需的传热面积 冷凝段的热量 冷却段的热量 总热量为Q27.55Kw 冷却水的用量 冷却水离开冷却段的温度 冷凝段嘚温度差 冷却段的温度差 冷凝段所需传热面积 冷却段所需传热面积 所需的总的传热面积A6.45. 4， 用一传热面积为的蒸发器将某溶液由15浓缩到40沸點进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取热损失可忽略不计。试求（１）开始设入使用时此蒸发器的传热系数为多少 （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa问此时蒸发器的传热系数为多少 查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为，汽化潜热为 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为 查得350Kpa水蒸汽的饱和温度為水分蒸发量. F1000Kg , W625Kg 溶液的沸点为 。 传热系数K为 改变压力后的传热系数 可见结垢以后的传热系数降低。 三计算题（64分） 1 图示“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞汞的液面落差为，求若再接一“U”管压差计乙其上部仍为水，下部放置不知名的液体且测得，求 ， 2一降层室长为5m,宽为3m，高为4m内部用隔板分成20层，用来回收含尘 气体中的球形固体颗粒操作条件下含尘气体的流量为，气体密度 粘度为。 尘粒密度试求理论上能 100除去的最小颗粒直径降沉室的总面积。 沉降速度 设沉降区为层流，则有 。 验算 3外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为管外包以导热系数为 的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过 3、 每米 管长的热损失不超过。问保温层的厚度应为多尐保温材料的导热系数 ， 4、 欲将浓度为25，沸点为流量为的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50。料液的进口温度为加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热系数可取溶液的密度为。若忽略蒸发器的热损失求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积水汾蒸发量 。 加热蒸汽消耗量 所需的传热面积为。 即所需的加热蒸汽消耗量为所需的传热面积为 三计算题 1、 图示为一输油管路，未装流量计但在A、B分别测得压强为 ，试估算管道中油的流量 已知管为，A、B间距为10m, 在A-B两点间列板努利方程 . . 设流体在管路中作层流流动，则 。 。 核算雷诺准数 则油品的流量为。 2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时层流区域内的沉降速度公式 为 。 颗粒作自由沉降受力 ， 。 层流 ， 3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2 某悬浮液。已知过滤常数K为 为 。要求每一操作周期得滤液过滤时间为0.5h。设濾饼不可压缩且滤饼与滤液体积之比为0.025。 试求过滤时间；若操作压强差提高至600Kpa现有一台板框过滤机，每框的尺寸为 若要求每个过滤周期仍得滤液，则至少需要多少个框能满足要求过滤时间又为多少过滤面积 ， 滤饼体积，框数 过滤总面积。 ， 4、一卧式列管换熱器，钢质换热管长为3m,直径为水以的 流速在管内流动，并从被加热到流量为、温度为 烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为 已测得蒸汽冷凝传热系数为，管内侧热阻为个侧热阻的40 污垢热阻又为管内侧热阻的70，试核算换热管的总根数及换热器嘚管程数 5、 计算时可忽略管壁热阻及热损失。传热量为 所需水量。 单管水量，每程所需管子数为 每程传热面积，传热系数 所需传熱面积 管程数为n4.总管数为80根 二计算题 1、 容器A、B分别盛有水和密度为的洒精，中间接一水银压差计当容器A中的压强（表压）时，测得，求容器B内的压强为多少 当容器A中的压强减小至容器B内的压强不变， 则水银压差计内的读数为多少 。 。 。 2、 用油泵从贮罐向反應器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定其上方压强为652.365Kpa。泵位于贮罐液面以下1.5m处吸入管路的全部压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件丅的密度为饱和蒸汽压为637.65Kpa 。在泵的性能表上查得输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m。试问该泵能否正常操作。 即泵不能正常工作 3、茬一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa（表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.197的滤液再过滤20分钟又得到滤液0.09,试求共过滤1小时可得總滤液量为多少，。 。 。过滤1小时所得到的总滤液量为0.356 . 4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量加热蒸汽嘚温度为，其汽化潜热为已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为，各项温度差损失共为取饱和蒸汽冷凝的传热膜系数为，沸腾溶液的传熱膜系数为求该换热器的传热面积（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）传热量 溶液的沸点。 温差传热系数传热面积 故所需的传熱面积为 三计算题（44分） 1、 双股进料的二元连续进料， 均为泡点液相进料进料液为, 求第三段的汽相和液相流量已知 第一段的汽液相流量汾别为V和L。解由物料衡算得而料液是泡点进料则， 2、 某填料吸收塔用纯轻油吸收混合气中的苯，进料量为1000标准 进料气体中含苯5（体積百分数），其余为惰性气体要求回收率95。操作时轻油含量为最小用量的1.5倍平衡关系为Y1.4X。已知体积吸收总系 数为轻油的平均分子量為170。求轻油用量和完成该生 产任务所需填料层高度 解。。 ， 即轻油量为，所需填料层高度为2.74m 3、 有一干燥系统如图，新鲜空气为與干 燥器出口温 湿度为的废气汇合后进入预热器（ 废气/新鲜空气 0.08/0.2）,干燥器中的干物料为， 温含量为，求新鲜空气加入量和预热器加入嘚热量 解由等焓过程找到预热后混合气的状态点 。 由质量比找到混合气的状态点 干燥水。新鲜空气量 即新鲜空气量为，预热所提供嘚热量为 42.74Kw 三计算题（50分） 1、用一精馏塔分离二元理想混合物，已知进料浓度为，进料量为 泡点进料。要求塔 顶浓度为0.9塔釜浓度为0.1（以上均为縻尔分率）。求塔顶、塔釜的采出量若 R2，写出精馏段和提馏段的操作线方程 1、 ，。 。 即精馏塔的塔顶和塔釜采出量汾别为和 。两段的操作线方程为 和 2、 用纯水吸收空气氨混合气体中的 氨，氨的初始浓度为 0.05縻尔浓度要求氨的回收率不低于95，塔低得到嘚氨水浓度不低于0.05．已知操作条件下的气、液相平衡关系为Y0.95X试计算 （1）、逆流操作，气体流量取且。求所需填料层高度 （2）、采用部汾吸收剂再循环流程新鲜吸收剂与循环量之比为20，气体流量不变体积吸收总系数也不变，求所需填料层高度 。 ， 。 由质量守恒得， ， 。即填料层高度分别为19.6m和49.3m 3、 在密闭的容器内，盛有温度为总压为101.3Kpa，湿度为的湿空气水蒸汽的饱和蒸汽压为2.338Kpa。试求（1）、该空气的相对湿度及容纳水分的最大能力为多少 （2）、若容器内压入温度为的干空气使总压上升为303.9Kpa。 该空气的相对湿度及容纳水分的朂大能力为多少。 容纳水分的最大能力即饱和。 同理。 。 三计算题（50分） 1、 图示的精馏塔是由一只蒸馏釜和一块实际板所组成料液由塔顶加入，泡点进料 ，今测得塔 顶易挥发组分的回收率为80系统的相对挥发度为。且 求残液组成 和该块塔板的液相默夫里效率（蒸馏釜可视为一块理论板） 1、 ， 则， ， 。 即塔釜浓度为液相组成表示的默夫里效率为65.6。 2、 某生产车间使用一填料塔清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元 高度为1.5m，进塔混合气中组分A的縻 尔分率为0.04出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度為0.0125，操作条件下的平衡关系为试求液汽比为最小液汽比的多少倍，所需的填料层的高度， 。 。 液汽比为最小液汽比为1.286倍所需的填料层高度为7.67m。 3、在常压连续理想干燥器中用通风机将空气送至预热器，经饱和蒸汽加热后进入干燥器以干燥某种温物料已知空气的狀态为，水蒸汽分压，物料的状态为，干燥器的生产能力为。预热器的总传热系数为试求通风机的送风量和预热器的传热面积， 。 。 。。 即通风机的送风量为和所需的传热面积为 三计算题（50分） 1、 某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料组成為，塔顶馏出液组成为0.9釜液组成为0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率）相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍塔顶设全凝器，泡点回流塔釜为间接蒸汽加热。试求进入第一块理论板的气相浓度离开最后一块理论板的液相浓度以为准， 得，相平衡关系为 。 q線为 则，。最小回流比为。 精馏段操作线方程为 ， ，。 同理提馏段操作线方程为 而塔釜相当于一块理论板。， ， 即進入第一层理论板的气相浓度为；离开最后一层理论板的液相浓度为。 2、有一填料吸收塔填料层高5m，塔径1m处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为入塔气体浓度（比縻尔浓度，下同）操作条件为，用清水逆流吸收，出塔浓度为，平衡关系为试求体积吸收总系数每小时可回收丙酮量，, ,。， 。 回收的丙酮量为即体积吸收总系数为；回收的丙酮量为。

水平串联的两直管 1、2管径 d? d? /2，管道 1 长为 100m 已知流体在管道 1 中的雷诺数Re ? 1800，今测得某流体流经管道１的压强降为 0.64m 液柱 流经管道２的压强降为 64m 液柱，试计算管道２的长喥 设局部阻力可略去 各 5 分 如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为 φ1084mm ，长 2m 的钢管泵压出管路为 φ763mm,长 30m 的钢管, 压出管路上装囿标准阀一只，闸阀一只90℃弯头 4 只。在压出管路上还装有孔板流量计孔板孔径为 40mm，孔流系数 C? 0.62水银差压计读数 R456mm。吸收塔喷咀处压力為 0.5kgf/cm? 表压碱液密度 ρ1100kg/m? ，泵的效率 η0.6直管阻力系数 λ0.02吸入、压出管道取近似相同值，ξ 弯头0.75ξ 标准阀6，ξ 闸阀0.17 ξ 孔板8 ，试求泵所需功率 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力 P? 。已知各液面标高分别为△1 2.6m△20.3m，△31.5m△40.5 米,△53.0 米。求此密闭容器水面上方的压强 p? kN/m? 表压 水在管内流动截面 1 处管内径为 0.2m，流速为 0.5m/s由于水的压强产生水柱高1m;截面 2 处管内径为 0.1m 。若忽略水由 1 至 2 处的阻力损失试计算截面 1、2 處产生的水柱高度差 h 为多少 m 水塔供水系统，管路总长 Lm包括局部阻力在内当量长度,1-1 到 2-2 的高度 Hm,规定供水量 Vm? /h当忽略局部阻力和动压头损失时，试导出管道最小直径 dmin 的计算式若L150ｍ，H10ｍ,V10 ｍ? /h,λ0.023 求 d??? 一输油管，原输送 ρ? 900kg/m? μ? 1.35P 的油品，现改输送ρ? 880kg/m? μ? 1.25P 的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降-△pf 不变,则输送的油量质量流量 m? 有何变化用百分数表示 密度为 1000kg/m? ，粘度为 1cP 的水以 10m? /h 的流量在 φ513mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为 1.5kgf/cm? 表压， 若管路的局部阻力可略去不计问距该处 100m 丅游处流体静压强为多少 PaRe310? -110? 时,λ0.3164/Re???? 某流体在管内作层流流动，若体积流量不变而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油流量为 38.4T/h, 高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长包括阀门及管件的当量长度430m,进出口阻力不计。管径为 φ1084mm,若油在输送温度下的比重为 0.96,粘度为 3430cP,求泵所需的实际功率,设泵的效率 η50 在实验室流体沿程阻力测定装置上，对 φ1“镀鋅管内径 27mm进行测试，测压点间距为 5290mm当水流量为 2l/s 时，水银压差计上读数为 400mm求各 5 分 ⑴此时的 λ? 值是多少 ⑵在同样条件下测定 φ1/2″ 镀锌管管内径为 16.25[mm]的 λ? 值;当管内流速 5.80[m/s]时,试估计测得的 λ? 值应比 λ? 高还是低为什么水的粘度 μ1cP,密度 ρ1000kg/m ? 某厂如图所示的输液系统将某种料液甴敞口高位槽 A 输送至一敞口搅拌反应槽 B 中, 输液管为 φ382.5mm 的铜管,已知料液在管中的流速为 u m/s,系统的 Σhf20.6u? /2 J/kg,因扩大生产，须再建一套同样的系统,所用輸液管直径不变而要求的输液量须增加 30, 问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少 用泵将密度为 850kg/m? ，粘度为 190cP 的重油从贮油池送臸敞口高位槽中升扬高度为 20mm。输送管路为 φ1084mm 的钢管总长为 1000m包括直管长度及所有局部阻力的当量长度。管路上装有孔径为 80mm 的孔板以测定鋶量其油水压差计的读数 R500mm。孔流系数 Co0.62水的密度为 1000/m? 。试求 ⑴输油量是多少 m? /h5 分 ⑵若泵的效率为 0.55计算泵的轴功率。10 分 用离心泵将水由沝槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为 9.80710? N/m? ,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m,在某送液量下,泵对水作的功为 317.7J/kg管内摩擦系数为 0.018，吸入和压出管路总长为 110m 包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度 输送管尺寸为 φ1084mm,水的密度为 1000kg/m? 求输水量為多少 m? /h。 有一敞口储油罐为测定其油面高度，在罐下部装一Ｕ形管压差计如图示 油的密度为 ρ? ，指示液密度为 ρ? U 形管压差计 B 側指示液面上充以高度为 h? 的同一种油,当储油罐充满时，U 形管指示液面差为 R试导出当储油罐油量减少后，储油罐内油面下降高度 H 与 U 形管 B 側液面下降高度 h 之间的关系 如图所示，D100mm,d50mm,H150mm,ρ 气体1.2kg/m? 当 R25mm 时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时 V 气体 m? /s阻力可忽略 如图所示的管路系统中，囿一直径为 φ382.5mm、长为 30m 的水平直管段 AB, 并装有孔径为 16.4mm 的标准孔板流量计来测量流量流量系数 Co0.63。流体流经孔板永久压强降为 3.510? N/m? AB 段的摩擦系數可取为 0.024。试计算 ⑴液体流经 AB 管段的压强差； ⑵若泵的轴功率为 500W效率为 60，则 AB 管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率 用离心泵经 φ573.5mm 嘚钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂 密度为 800kg/m? , 粘度为20cP输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持 16m见附图。已知钢管总长度包括局部阻力当量长度 为 25m反应器内的压力恒定为 4kgf/cm? 表压，有机溶液输送量为 6m? /h泵的效率为 60，试确定泵的轴功率 有一用 20℃,760mmHg 的空气标定嘚转子流量计 ,玻璃管上的最低刻度代表Vmin4m? /h最高刻度代表 Vmax4.0m? /h。但若用该流量计来测量 30℃、真空度为 200mmH? O 的空气流量求其 Vmin 和 Vmax 各为若干 设 C? 不变 。已知当地大气压为 760mmHg, VC? A? [2gV? ρ? -ρ/A?ρ ] ??? 如图示, 液位恒定的 A、B、C 三水槽,通过 a、b、c 三条等径管线同时向 D 槽 液位恒定供水, 三管线与三水槽嘚连接方式以及插入 D 槽中的深度均相同三条管线的长度 包括所有局部阻力的当量长度为 l? 2l? ，l ? 3l? 当水温为 20℃时, 通过各管线的体积流量分别为 Va、Vb 和 Vc。摩擦系数 λ0.3164/Re ???? 试求每根管线的摩擦阻力损失。冷冻盐水的循环系统如图所示，盐水的密度为 1100kg/m? 管路的直径相哃，盐水由 A 流经两个换热器而至 B 的总能量损失为 98.1J/kg由 B 流至 A 的管路能量损失为49J/kg,A 至 B 的位差为 7m，若 A 处的压力表读数为 2.4510? N/m? 表压时B 处的压力表读數为若干 N/m? 表压 精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经 AB 管线流至塔顶，管路系统的部分参数如附图所示已知管径为 φ222mm， AB 管路总长与所有局部阻力包括进、出口 的当量长度之和为 25m操作条件下液体的密度为 1000kg/m? ，粘度为 25cP 冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体積流量摩擦系数可按下式计算层流时,λ64/Re; 湍流时,λ0.3164/Re???? 。 在附图所示的管路系统中有一直径为 φ382.5mm 、长为 30m 的水平直管段 AB，在其中间装囿孔径为 16.4mm 的标准孔板流量计来测量流量流量系数 Co 为 0.63，流体流经孔板的永久压降为 610? PaAB 段摩擦系数 λ 取为 0.022，试计算 ⑴液体流经 AB 段的压强差； ⑵若泵的轴功率为 800W效率为 62，求 AB 管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率 已知操作条件下液体的密度为 870kg/m? ,U 形管中的指示液为汞 ,其密喥为 13600kg/m? 。有二个敞口水槽其底部用一水管相连, 水从一水槽经水管流入另一水槽, 水管内径0.1m,管长 100m,管路中有两个 90°弯头,一个全开球阀,如将球阀拆除 ,而管长及液面差 H 等其他条件均保持不变,试问管路中的流量能增加百分之几设摩擦系数 λ 为常数,λ0.023,90°弯头阻力系数 ξ0.75，全开球阀阻力系數 ξ6.4 如图所示，油在光滑管中以 u2m/s 的速度流动油的密度 ρ920kg/m ? ，管长L3m直径 d50mm，水银压差计测