化工原理练习题 （流体输送）
一.填空题
1. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。 2. 离心泵采用并联操作的目的是________，串联操作的目的是_________。 3. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头＿＿＿，流量 ＿＿＿，效率＿＿＿，轴功率＿＿＿＿。
4.离心泵启动后不吸液，其原因可能是______________________________ __________________________________________________。 二.选择题
用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。
A. 发生了气缚现象 B. 泵特性曲线变了 C. 管路特性曲线变了 三.判断题
1. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）
2. 为防止气蚀现象发生，离心泵运转时，必须使泵入口处的压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压（ ）。
3. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（ ）。其实际供给管路的最大流量也不一样（ ）。四.问答题
1. 何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？
2.如图所示的2B31型离心泵装置中，你认为有哪些错误？并说明原因。
五.计算题
1.某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m?.h?的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1kgf.cm?，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6（m），吸入管和排出管的压头损失分别为1m和3m，管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33（m水柱），水的密度为1000〔kg.m?〕。现仓库内存有三台离心泵，其型号和铭牌上标有的性能参数如下，从中选一台比较合适的以作上述送水之用。
型 号 流量（m?.h?） 扬程（m） 允许吸上真空
度m
3B57A 50 38 7.0 3B33 45 32 6.0
3B19 38 20 5.0
2.现需用一台离心泵将293K的河水44m?.h?送至敞口的贮水池内。已知管路特性曲线方程He=30＋14000Qe?(式中He的单位是m,Qe的单位是m?.s?)。（1）管路要求泵的升扬高度为多少？（说明原因） （2）今仓库有四种规格的离心泵（见下表），问能否从中选一台? 型号 3B-33A 40B-35A 3B-33 3B-57A Q L.s? 12.5 25 12.5 13.9 H m 22.5 34.6 32.6 37.5 H?m 5.0 5.8 5.0 6.4
（3）若吸入管路的阻力损失和动压头之和为1m，试确定所选泵的安装高度，并用图表示出来（当地大气压为10mH20） 3.(12分)
欲用离心泵将20℃水以30m?.h?的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH?O柱，压出管路全部阻力为3mH?O柱，泵的效率为0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取1000kg.m?。
化工原理练习题答案 （流体输送） 一.填空题
1. 效率最高 2. 提高流量； 提高扬程 3.减小 减小 下降 增大
4. （1）吸入管漏液或灌液不够 （2）安装高度过高 （3）堵塞 （4）电机接线错误 二.选择题 C 三.判断题 1. × 2. √3. × √ 4. × √ 四.问答题 1. “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。 “气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。 2. 图中错误有：
1）无底阀，无法灌液且易堵塞；
2）安装高度15m过高，因常压下送水理论上最大的吸上高度为10.33m而实际
由于存在阻力，不可能达到如此高度； 3）吸入管径比排出管径小，因流速增大而引起损失能量增大易发生气蚀在现象；4）叶轮反转；无法排液；
五.计算题
1. 以储水池液面为1－1面，以塔顶为截面2－2，并以1－1面为基准面，列柏努利方程
Z?＋P?/ρｇ＋U??/2ｇ＋ｈ?
＝Z?＋P?/ρｇ＋U??/2ｇ＋∑ｈf Z?＝0，Z?＝6，P?＝0，P?＝1.0（kgf.cm?） U?＝0
∑ｈ?＝ｈ??＋ｈ??＝4m
ｈ?＝6＋9.8×10?/（10?×9.8）＋4 ＝20 （m）
∵ ｈ?＝20 （m） V＝40 m?.h? 选3B33较合适。 允许安装高度
Z?允=H?允-u?/（2g）-∑h?吸=6.0-1=5m 实际安装高度
Z?实=Z?允-0.5=5-0.5=4.5m
2. （1）升扬高度△Z
∵K=△Z＋△P/ρg=30而△P=0（河面、贮水池面均与大气相通）故△Z=K=30m即升扬高度为30m （2）选泵
已知：Q?=44m?.h?=44×1000/3600=12.2L.s?
又 He=30＋14000Qe?=30＋14000(44/3600)?=32.1m
查题表得，3B33型离心泵合适，其Q=12.5L/s,H=32.6m,Hs=5m （3）定安装高度H安
∵Hg=Hs'-u??/2g-H????
因输送的为常压下20℃的水，故Hs'=Hs=5m 又∵u??/2g＋H????=1m
∴Hg=5-1=4m H安=Hg-1=4-1=3m 即安装高度不超过3m
3. 如图取1－1，2－2截面，并以1－1截面为基准面，列柏努 里方程得：
H＝ΔZ＋∑Hf 1 - 2＝18＋1＋3＝22m ∴N轴＝QHρ/（102η）
＝(30/3600)×22×1000/(102×0.6)＝3kw Hg 允＝Hs 允－U?/2ｇ－Hf 吸 ＝6－1＝5m＞2m
∵Hg 实＜Hg 允 ∴安装高度合适。
化工原理练习题（蒸发） 一.填空题 1.(4分)
中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的______________，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。2.(3分)
在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有：____________,__________________,________________。3.(4分)
标准式蒸发器内溶液的循环路线是从中央循环管___________，而从其它加热管_________，其循环的原因主要是由于溶液的_____________不同，而引起的_______________所致。4.(3分)
蒸发操作中，加热蒸气放出的热量主要用于：（1）__________________（2）______________________________（3）______________________。
二.选择题 1.(2分)
提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。 A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数； D. 传热面积； 2.(2分)
多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效温度差就（ ）。
A. 越小； B. 越大； C. 不变 3.(2分)
对粘度随浓度增加而明显增大的溶液蒸发，不宜采用（ ）加料的多效蒸发流程。
A. 并流； B. 逆流； C. 平流
三.判断题 1.(2分)
在蒸发计算中，由于加热蒸汽的压力高于二次蒸汽的压力，故加热蒸汽的汽化潜热也大于二次蒸汽的汽化的潜热。（ ）2.(2分)
在蒸发过程中，有结晶析出的或易结垢的溶液不宜采用升膜式蒸发器。（ ）3.(2分)
蒸发操作流程中的混合冷凝器，到了夏天其器内的真空度会降低（ ），因而蒸发器内的有效温度差也随着减小。（ ）
四.问答题 1.(8分)
多效蒸发的效数为什么有一定的限度？2.(10分)
中央循环管式蒸发器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？3.(10分)
溶液的那些性质对确定多效蒸发的效数有何影响？并作筒略分析。
五.计算题 1.(18分)
某单效蒸发器将比热为3.85kJ.kg?.K?的某溶液从浓度为12%浓缩至60%（质量%）。采用196.2kN.m?(表压）的生蒸汽加热；蒸发室的真空度维持在610mmHg，已知该溶液在此真空度下的沸点为70℃，若每小时蒸发的水分量为5000kg.h?。问：（1）该蒸发器处理的料液量为多少kg.h?？（2）沸点进料时，单位蒸汽消耗量为多少？（忽略溶液沸点升高）（设热损失为加热蒸汽放出热 量的5%）；（3）当K=1400w.m?.K?时，加热面积需多少m?？当地大气压为101.3kN.m?。
附：饱和水蒸汽性质
压力kN.m? 温度 ℃ 汽化潜热 kJ.kg? 20 60.1 2355 81.3 93.6 2274 196.2 120 2205 297.5 133 2169 2.(16分)
某厂准备采用并流加料双效真空蒸发装置流程来蒸发某水溶液。试绘出其流程图。又若已知：T?=120℃，△'=3℃ ,△\℃, △???\℃,T?=90℃,试求第一效的有效温度差为多少℃？ 3.(16分)
工艺上要求将0.85t.h?的某水溶液在一单效真空蒸发器内，将其从浓度为15%浓缩至37.5%（均为质量%）。现有一个传热面积为10m?的蒸发器可供使用。若冷凝器内维持610mmHg的真空度，估计在操作条件下的温度差损失分别为△'=4.2℃，△''=3℃， △'''=1℃；K=800w.m?K?。若采用沸点进料，忽略散热损失，加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出，当地大气压为101.3kN.m?，问加热蒸汽压力（表压）需多少kN.m?才行？ 附：饱和水蒸汽的性质
压力 kN.m? 温度 ℃ 汽化潜热 kJ.kg? 20 60.1 2354.9 30 66.5 2333.7 101.3 100 2258.4 120.8 105 2245.5 143.3 110 2232.4