发布时间 : 星期三 文章化工原理习题整理汇总更新完毕开始阅读
二、简答题
1. 离心泵有哪些基本参数和特征曲线？
离心泵的基本参数是：流量、扬程、功率和效率。
离心泵的特征曲线是：He－Qe扬程曲线，Ne－Qe功率曲线，η-Q效率曲线。
2.离心泵为什么会出现气蚀现象？
是因为叶轮入口及其背面存在低压区，随着吸水高度E的增加。 Z=(pa-pc)/(ρg)-uc2/2g-∑hfc 则吸入口压力pc减小，当pc减小到某一值时，低压区的压力pk就会等于小于送液的饱和蒸汽压ps。即pk≤ps，低压区液体沸腾，产生大量气泡，同时，溶解在液体中的空气，也会因压力降低而逸出，生成的气泡，随液流流入叶轮高压区，气泡就会破碎，体积骤然缩小，大量液体就会冲击过去，冲击点可达上百个大气压，且频率非常高，冲击波及气中微量氧共同作用可使叶轮及原壳出现斑痕，甚至呈海绵状，即气蚀。
三、计算题
（ 欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m ,试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应如何重新安排？（最大允许安装高度：[Hg]=P0/ρg-PV/ρg -∑Hf(0-1)-[(NPSH)r+0.5]）
由液面最高处和离心泵入口出列柏努利方程，得
[Hg]=(Po-Pv)/ρg-[(NPSH)r+0.5]-ΣHf,0-1 ----------3分 =(67*1000-67*1000)/986*9.81-(3.7+0.5)-0.87
=-5.07m ----------5分 由于-5.07m 要使泵正常操作，须将其移埋入地下（或设备提升）1.6m。----------2分 2.欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由敞口水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，两液面高度差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入 3.5m 9 管路全部阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵的效率为0.6，求 （1）泵的轴功率； （2）若已知泵的必须汽蚀余量为2.5m，20℃水的饱和蒸汽压为2338.43Pa，问上述安装高度是否合适？水的密度可取1000kg.m-3，外界大气压为10mH2O。 (1)如图取1－1，2－2截面，并以1－1截面为基准面，列柏努利方程得： H＝ΔZ＋∑Hf 1-2＝18＋1＋3＝22m -------------4分 ∴ Pa＝qVHρg/η ＝(30/3600)×22×1000×9.8/0.6＝3kw -------------4分 (2)由题目所给已知条件，得泵的最大允许安装高度为： [Hg]=p0/ρg – pv/ρg – ΣHf(0-1) – [(NPSH)r+0.5] -------------3分 =10 – 2338.43/1000/9.81 – 1 – (2.5+0.5) =5.76m -------------3分 由于实际安装高度仅2米， ∴安装高度合适。 -------------2分 3.某离心泵在一定转速下的特性方程为H = 26 - 0.4×106Q2 ，用该泵将水从贮槽抽送至某高位槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为10米。管路系统的阻力损失Σhf = 0.6×106qV2 (Σhf 的单位为米，qV的单位为m3/s)。试计算： （1） 若两槽中水位恒定，求流量。 （2） 开始时，两槽液面位差是10米，过程中如高位槽中液位恒定，求低位槽 中液面下降两米所需的时间，低位槽面积为100m2。 解:（1）管路特性方程： H=10+Σhf=10+0.6×106Q2 -------------3分 泵特性方程：H=26-0.4×106Q2 联立以上二方程，解得，管路中的实际工作点： Q=4×10-3m3/s=14.4m3/h -------------3分 (2)列瞬时柏式方程，以低位槽液面为基准水平面，得 H=(10-Z)+ Σhf=10-Z+0.6×106Q2 -------------3分 和离心泵特性方程 H=26-0.4×106Q2 联立得： 26-0.4×106Q2 = 10-Z+0.6×106Q2 -------------2分 解得： Q=0.001(16+Z)0.5 -------------1分 代入低位槽物料衡算式：0-Q=AdZ/dt， 得：-0.001(16+Z)0.5dt=-AdZ 两边进行积分，t：0 - t，Z：0 - (-2) 得 t=5.17×104s=14.4h -------------4分 4．某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正 10 常操作？该地大气压为90kPa，夏季的水温为20℃，饱和蒸汽压为2338.43Pa。 [Hg]=Po/(ρg)-Pv/(ρg)- ΣHf-[(NPSH)r+0.5] --------5分 =90*103/(1000*9.81)-2338.43/(1000*9.81)-3-(3.5+0.5) =1.93m --------4分 1.93m<3m=Hg所以，不能正常操作，会发生汽蚀现象。--------5分 第四章 1.非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为 B 。 A)d=6V/S，此处V为非球形颗粒的体积，S为非球形颗粒的表面积 B) d=(6V/π)1/3 C) d=(4V/π)l/3 D)d=（Kv/π)l/3，k为系数，其值与非球形颗粒的形状有关 2.下列说法正确的有 ABCD 。 A)单位体积固体颗粒所具有的表面积称为该固体颗粒的比表面积 B)根据不同方面的等效性（表面积等效、体积等效、比表面积等效等），可以定义不同的当量直径 C)形状系数是与非球形颗粒体积相等的球的表面积除以非球形颗粒的表面积 D)对于球形颗粒，只要一个参数（即颗粒直径）便可唯一的确定其体积、表面积及比表面积 3.“颗粒度分布越不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“一般壁附近床层空隙率较层中心的空隙率大”则（D ） A)这两种说法都对 B)这两种说法都不对 C)只有第一种说法对 D)只有第二种说法对 4.影响流体通过固定床的压降的因素有 、 和 ，其中影响最大的因素是 。 操作变量u，流体物性μ和ρ；床层特性ε和a；空隙率ε 5.流体通过颗粒层的流动多呈 状态，故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。爬行 6.在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是 而不是 。滤饼层 过滤介质 7.颗粒的粒度分布越不均匀，所形成床层的空隙率越 。在器壁附近床层空隙率较 ，床层中心处空隙率则较 。 小 大 小 8.过滤操作中有时在滤浆中加入一些助滤剂，原因是 。过滤时能形成疏松的饼层，减小滤液的流动阻力 11 9、过滤速度是指 。 单位时间、单位过滤面积所获得的滤液体积 10、推导过滤基本方程式时一个最基本的依据是（ ）。 A、 固体颗粒的沉降速度 B、滤饼的可压缩性 C、液体的层流流动 D、过滤介质的比阻 11. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ ）微粒的沉降时间。 A. ≥； B. ≤； C. ＜； D. ＞ 12. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是（ ）。 A、介质阻力；B、滤渣阻力；C、介质和滤渣阻力之和。 13. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。 A. 最小； B. 最大； C. 平均； 14. 旋风分离器主要是利用（ ）的作用使颗粒沉降而达到分离。 A. 重力； B. 惯性离心力； C. 静电场 15. 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（ ）倍。 A、1； B、0.5； C、0.25 16. 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。 A. 颗粒密度； B. 空气粘度； C. 颗粒直径 17.过滤速率的定义是______________ ，在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变__________ 。 18.板框压滤机洗涤速率是过滤终了过滤速率的____倍。 19． 欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（ ）。 A、提高降尘宝的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积 20. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到________三个力的作用。当此三个力_________时，微粒即作匀速沉降运动。 21. 球形粒子的球形度Φ( )；非球形粒子的球形度Φ（ ）。 A. 等于1； B. 小于1； C. 大于1 22. 恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（ ）。 A. 加快； B. 减慢； C. 不变 23.降尘室做成多层的目的是____ 。 12