11生物化工原理期末复习资料

2020-06-03 11:10

一、选择题

1. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( A ) A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象

2. 同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管不出水,泵进口处真空计指示真空度很高,他对故障原因作出了正确判断,排除了故障,你认为以下可能的原因中,哪一个是真正的原因( C )

A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 3. 一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 4. 当离心泵输送的液体的粘度增大时,则其( B ) A. 扬程减少,流量、效率、轴功率均增大; B. 扬程、流量、效率均降低,轴功率增大; C. 扬程、效率增大,流量,轴功率减少; D. 扬 程、流量、效率均增大,轴功率减少。

5. 为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用(B)的转鼓。

A. 高转速、大直径; B. 高转速、小直径; C. 低转速、大直径; D. 低转速,小直径;

6. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时,若洗涤压差等于最终过滤压差,洗涤液粘度等于滤液粘度,则其洗涤速率为过滤终了速率的( C )倍。 A. 1; B. 1/2; C. 1/4; D.1/8

7. 在层流流动中,若流体的总流量不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( A )倍。

A. 2; B. 6; C. 4; D. 1。 8. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为( B )。

A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m。 9. 随着温度的升高液体的粘度( ),气体的粘度( )。 ( D ) A. 增加,降低; B. 增加,不变; C. 降低,不变; D.降低,增加 10. 某液体在一段水平圆形直管内流动,已知Re值为1800,若平均流速为0.5m/s?则管中心点处速度为( C )。

A. 0.25m/s; B. 0.5 m/s; C. 1.0m/s; D. 2.0m/s。 ?

二、填空题

1. 某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa ,则设备内的绝对压强为 __85.4×103 Pa _, 表压强为 __-13.3×103 Pa_ 。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa 。 2. 某设备的进、出口压强分别为 1200 mmH2O (真空度)和 1.6 kgf/cm 2 (表压)。若当地大气压为 760 mmHg, 设备进、出口的压强差为 -1.687×105 N/m 2 。(用 SI 制表示)

3. 有一内径为 25 mm 的水管,如管中水的流速为 1.0 m/s ,管中水的流动类型 __湍流__; 管中水保持层流状态的最大流速 __0.08 m/s _ (水的密度 ρ=1000 kg/m3 , 粘度 μ= 1 cp )。

4. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变,而管径减至原有的一半,因流动阻力产生的能量损失为原来的 __16__ 倍。 5. 离心泵的工作点是_管路特性曲线_曲线与_离心泵特性曲线_曲线的交点。 6. 牛顿粘性定律的表达式是 τ=μ(du/dy) ,粘度在SI制中的单位是 Pa·s 。 7. 离心泵最常用的调节方法是 改变阀门开度; 往复泵的流量调节是采用 __旁路调节__ 。

8. 离心泵停车时要 先关出口阀后断电 。

9. 离心泵装置中吸入管路的 _底阀_ 的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出。

10. 一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由 20 ℃升至 50 ℃,则其沉降速度将 _下降_(填上升、下降或不变)。 11. 降尘室的生产能力与降尘室的 __长__ 和 __宽__ 有关。

12. 板框压滤机主要由滤板、滤框、主梁(或支架)压紧装置等组成,三种板按

_____1—2—3—2—1—2—3—2—1___________的顺序排列组成。

13. 旋风分离器当切向进口速度相同时,随着旋风分离器的直径增大.其离心分离因数越_小__;而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_大__。

三、计算题:

1. (20分)每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示), 管出口处距反应器液面的垂直高度为15m,反应器液面上方维持26.7kPa的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为?76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管,管壁绝对粗糙度为0.3mm。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075 kg?m-3,粘度为6.5×10-4 Pa·s。泵的效率为70%,求泵的轴功率。附:各局部阻力系数

全开闸阀 ζ 90℃标准弯头 ζ

1

= 0.17 = 0.75

2

ε680.23 摩擦系数计算式 λ = 0.1( + )

dRe解:如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面

2p1u12p2u2?z1??He??z2???g2g?g2g?hf,1?2

p1 = 26.7kPa(绝压),z1 = 0, u1 ? 0 p2 = 101.3kPa(绝压)z2 = 15m

2?104qV??5.168?10?3m3?s?1

1075?3600 u2?5.168?10?3?4?1.42m?s?1

?0.0682Re?0.068?1.42?1075?1.6?105 ?46.5?102p2?p1u2? He??z2???g2g?hf,1?2

?hf,1?2?hf,直?hf,直?hf,进?2hf,闸?5hf,弯

??0.1?(hf,直0.3680.23?)?0.0293 5681.6?1026.61.422lu2?0.0293??=1.178m ???0.0682?9.81d2g1.422?(0.5?2?0.17?5?0.75)?=0.4717m

2?9.81hf,局(101.3?26.7)?1031.422He??15??1.178?0.4717=23.83m

1075?9.812?9.81Ne = HeqV?g = 23.83 ? 5.168 ? 10-3 ? 1075 ? 9.81 = 1.30 ? 103W

1.30?103Na = ??1.86?103W?1.86kW

?0.7Ne

2.(20分)如图,20℃软水由高位槽分别流入反应器B和吸收塔C中,器B内压力为0.5atm(表压),塔C中真空度为0.1atm,总管为φ57 x 3.5mm,管长(20+zA)m,通向器B的管路为φ25 x 2.5mm,长15m。通向塔C的管路为φ25 x 2.5mm,长20m(以上管长包括各种局部阻力的当量长度在内)。管道皆为无缝钢管,粗糙

度可取为0.15mm。如果要求向反应器供应0.314kg/s的水,向吸收塔供应0.471kg/s水,问高位槽液面至少高于地面多少? 解:(1)因题中未给管路的摩擦系数λ,故先求λ . 主管路

uAO?VOB?VOC??0.314?0.4714ReOB?dAO2?4?0.4m/s?103?0.0520.05?0.4?10004?2.0?101?10?3AO

由 ε/dAO=0.15/50=0.003 和 ReAO查得 λ=0.0305,

通向反应器的管路OB,uOB=0.314/[(π/4)×0.022×1000]=1.0m/s ReOB=0.02×1.0×1000/(1×10-3)=2×104 由 ε/dOB=0.15/20=0.0075 和 ReOB查得 λ

Ob

=0.038。

通向反应器的管路OC,uOC=0.471/[(π/4)×0.022×1000]=1.5m/s ReOC=0.02×1.5×1000/(1×10-3)=3×104 由 ε/dOC=0.15/20=0.0075 和 ReOC查得 λ

Ob

=0.0365

(2)在A槽液面和B槽进口管处水平面之间列机械能衡算方程(以B槽进口管处水平面为基准面): P

22uAPBuB??zA???zB??hfAB?g2g?g2gA(a)式中:PA?0(表压),PB?0.5?98100?49050Pa(表压),zA?zB?zA?4,uA?0,uB?uOB?1.0m/sh?

f,AB??AO22lAOuAOlOBuOB20?zZ0.42151.02??OB?0.0305???0.038??dAO2gdOB2g0.052?9.810.022?9.81zA ?1.552?0.00497将以上数据代入(α),并整理得 z?4?A

1249050??1.552?0.00497zA2?9.811000?9.81解得 zA=10.66m

(3)在A槽液面与吸收塔液体入口所在截面之间列机械能衡算式:

22PuPAuA??zA?C?C?zC??hfAC?g2g?g2g(b)式中:PA?0(表压),PC??0.1?98100??9810Pa(表压),zA?zC?zA?8,uA?0,uC?uOC?1.5m/sf,AC? h??AO22lAOuAOlOCuOC20?zZ0.42201.52??OC?0.0305???0.0365??dAO2gdOC2g0.052?9.810.022?9.81?4.285?0.00497zA


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