【正文】 。① 由可得：，即，得：Q＝。，用離心泵輸送清水。2）關(guān)小閥門造成壓頭損失占泵提供壓頭的百分?jǐn)?shù)。K、Q、H值代入管路特性方程，可得：，即可解出 故關(guān)小閥門后管路特性方程為： 2） ，原管路所要求的壓頭為： 故關(guān)小閥門多耗的壓頭為： 關(guān)小閥門造成的壓頭損失占泵提供壓頭的百分?jǐn)?shù)為：本題是離心泵管路特性曲線的練習(xí)及管路閥門局部阻力對(duì)泵壓頭的影響。問此方案是否可行？解：據(jù)離心泵得切割定律，可算出葉輪外徑切割5％后，泵的Q’、H’和N’：（1）由得： （2）由得：（3）由得： 又因N＝，則 ，則所需配套電機(jī)功率為： （4）由計(jì)算結(jié)果知，原水泵葉輪外徑切割5％后，流量、揚(yáng)程、所配電機(jī)功率都適用，故此方案可行。本題要求掌握離心泵的氣蝕現(xiàn)象及離心泵的安裝高度的確定。試求此泵在以下各種情況下允許安裝高度為多少？1）輸送流量為25m3/h、溫度為20176。104Pa，密度740kg/m3）4）輸送流量為30 m3/h、溫度為20176。此時(shí)泵的允許安裝高度為：（2）60176。此時(shí)， 最大允許安裝高度：（5）液體沸騰時(shí)，此時(shí)，說明：影響離心泵最大允許安裝高度的因素可以概括為以下幾個(gè)方面：j流體的種類，一般來說，蒸汽壓越大，最大允許安裝高度越低；k流體的溫度，溫度越高，最大允許安裝高度越低；l流體流量，流量越大，吸入管路阻力越大，最大允許安裝高度越低；m儲(chǔ)槽壓力和吸入管路配置情況；n當(dāng)被輸送液體沸騰時(shí)，最大允許安裝高度與流體的種類無關(guān)，主要取決于流體的流量和吸入管路的阻力。泵的進(jìn)、出口處分別裝有真空表及壓力表。因此，出口閥門開度增大將使工作點(diǎn)向右下方移動(dòng)(圖中由D到E)，結(jié)果是流量Q增大、揚(yáng)程He下降、軸功率N上升。因此，真空表讀數(shù)上升。結(jié)果是流量Q增大、揚(yáng)程He下降、軸功率N上升(泵的H~Q曲線不隨被輸送液體密度的變化而變化)。3）葉輪直徑減小5%時(shí)泵的特性曲線變化情況如圖所示，特性曲線由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由C變?yōu)镈，結(jié)果是流量Q減小、揚(yáng)程He下降、軸功率N下降。由式（3）可知，壓力表讀數(shù)增加；由式（2）可知，真空表讀數(shù)增加。第三單元 沉降與過濾31．用落球法測(cè)定某液體的粘度（落球粘度計(jì)），,已知鋼球的密度為7900kg/m3，液體的密度為1300 kg/m3。32．采用降塵室回收常壓爐氣中所含球形固體顆粒。試求：1）可完全回收的最小顆粒直徑；2）如將降塵室改為多層以完全回收20的顆粒，求多層降塵室的層數(shù)及板間距。 33． 用一多層降塵室以除去爐氣中的礦塵。試求降塵室內(nèi)的隔板間距及層數(shù)。適宜的進(jìn)口氣速為20m/s。B,過濾方程式為：（θ單位為s）。過濾機(jī)的型號(hào)為BMS20/63525，共26個(gè)框。濾餅為不可壓縮，1010 1/m2，；且過濾介質(zhì)阻力可略。C，(mK) W/(mK)，試求每米管長(zhǎng)的熱損失及玻璃纖維層和石棉層之間的界面溫度。外殼中通入水蒸氣進(jìn)行加熱?！妫?；粘度μ=℃）若忽略定性溫度的變化，當(dāng)苯的流量增加一倍時(shí)，給熱系數(shù)為α′ W/（m244．在一內(nèi)鋼管為f180180。環(huán)隙逆流走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40176。假定熱損失和污垢熱阻可以忽略。某液體走管內(nèi)，由20℃加熱到55℃，其流量為15噸/時(shí)，（Kg℃）。 46．某車間需要安裝一臺(tái)換熱器，將流量為30 m3/h，濃度為10℅的NaOH水溶液由20℃預(yù)熱至60℃?！妫?W；蒸汽走管外，其冷凝對(duì)流傳熱系數(shù)為α0=1104 W/（m2℃），μ=103Pa ，120 ，且NaOH水溶液被加熱。說明：對(duì)庫存換熱器進(jìn)行傳熱能力核算，必須算出傳熱面積后才能確定。K），水的對(duì)流傳熱系數(shù)αc=290W/（m2解： 1）苯的平均溫度℃，比熱容cph=103J/（kgK） =10－3+10－5+10－3 =10－3m2 3）逆流操作 Si=，℃設(shè)冷卻水出口溫度為t39。pc=103J（kg已知在45℃時(shí)，純苯的飽和蒸氣壓，純甲苯的飽和蒸氣壓。要求餾出液組成為98％，釜?dú)堃航M成為1％（均為苯的組成）。53．在一兩組分連續(xù)精餾塔中，進(jìn)入精餾段中某層理論板n的氣相組成yn＋，（均為摩爾分?jǐn)?shù)），塔內(nèi)氣液比V/L=2，求：1）回流比R；2）流入該板的液相組成xn－1；3）從該板上升的蒸氣組成yn解：1）求R由（1分）可解出：2R＝R＋1，R＝1（2）求xn－1①由精餾段操作線方程，得解出xD＝（2分）②因，代入已知量得，解出3）求yn 可用氣液平衡方程由、xn求出yn本題要求熟練運(yùn)用操作線方程和平衡方程解決精餾過程有關(guān)計(jì)算問題。泡點(diǎn)進(jìn)料。原料液流量為100kmol/h，餾出液流量為60kmol/h，（易揮發(fā)組分摩爾分率），試求；1）操作線方程；2）由塔內(nèi)最下一層理論板下流的液相組成xN。當(dāng)精餾目的是為了回收稀溶液中易揮發(fā)組分時(shí)，且對(duì)餾出液的濃度要求不高，不用精餾段已可達(dá)到要求，不需回流。（易揮發(fā)組分摩爾分率，下同），飽和蒸氣加料。1）提餾段操作線方程由精餾段操作線方程知 解得 R= 解得 xD=設(shè)原料液流量F=100kmol/h則 D=100=40kmol/h W=60kmol/h 因q=0，故 L′=L=RD=340=120kmol/h V′=V－（1－q）F=（R+1）D－（1－q）F=440－100=60kmol/h提餾段操作線方程為 2）板效率Emv1由默夫里板效率定義知： 其中 y1=xD= y2=+= 故 說明：本題要求掌握操作線方程的含義以及默夫里效率的定義。3），最小回流比為多少? 若塔頂冷凝水供應(yīng)不足，該塔還能操作嗎？4） 若因回流管堵塞或回流泵損壞，使回流比為0，此時(shí)塔頂、塔釜的組成及流量分別為多少?(設(shè)塔板效率不下降)。假設(shè)成立。實(shí)際上。 3）泡點(diǎn)進(jìn)料當(dāng)，能操作，但塔頂產(chǎn)品的濃度將降低，因?yàn)槭轻槍?duì)一定的分離要求而言的，產(chǎn)品濃度要求降低，最小回流比的數(shù)值也變小。④若第③步中所作的梯級(jí)數(shù)不等于原來的數(shù)目，則需要重新假定由上述圖解試差法可求得，說明：本題是精餾過程的綜合應(yīng)用題，要求全面掌握精餾過程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)回流比、進(jìn)料熱狀況、塔板數(shù)等因素對(duì)精餾分離的影響進(jìn)行深入分析和討論，并能提出解決問題的方案。NH3的摩爾質(zhì)量為17kg/kmol，溶液的量為15kg NH3與1000kg水之和。kPa）本題要求掌握亨利定律及亨利系數(shù)（E、H、m）之間的互相關(guān)系。解： 1） E=104atm，p=，P=1atm，y=p/P=① ∴ ∴ ∴平衡② ∴ ∴ ∴氣相轉(zhuǎn)移至液相③ ∴ ∴ ∴液相轉(zhuǎn)移至氣相2） P=3atm y= E=104atm ∴m=E/P=104 x4=x3=105 ∴ ∴ ∴氣相轉(zhuǎn)移至液相說明：利用吸收相平衡關(guān)系可判斷傳質(zhì)過程進(jìn)行的方向；計(jì)算傳質(zhì)過程的推動(dòng)力和吸收過程可達(dá)到的極限。求:1）塔頂氣相傳質(zhì)推動(dòng)力；2） 塔底氣傳質(zhì)推動(dòng)力；3） 全塔平均推動(dòng)力。65．在常壓逆流操作的填料吸收,(m2解: 1）清水吸收x2=0Y2=Y1（1φA）=()=混合氣的平均摩爾質(zhì)量：Mm=MAyA+MByB=29()+17=惰氣的摩爾流速清水的摩爾流速為： m本題是吸收過程的基本計(jì)算，要求能熟練掌握傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度的計(jì)算。解：兩種工況下，僅吸收劑初始組成不同，但因填料層高度一定，HOG不變，故NOG也相同。溶質(zhì)回收率可達(dá)90%。說明：對(duì)一定高度的填料塔，在其它條件不變下，采用新型填料，即可提高KYa，減小傳質(zhì)阻力，從而提高分離效果?？刹扇∧男┛尚械拇胧坎⑷芜x其中之一進(jìn)行計(jì)算。與c、d分析相同，得到y(tǒng)2降低。第七單元 萃 取71．現(xiàn)有含15％（質(zhì)量）醋酸的水溶液30kg，用60 kg純乙醚在25℃下作單級(jí)萃取，試求：1）萃取相、萃余相的量及組成；2）平衡兩相中醋酸的分配系數(shù)，溶劑的選擇性系數(shù)。解：a. χA= УA(chǔ) = =УS = = χS =+=，找出萃余相萃取相的組成點(diǎn)R、E。已知原料液流量為1000kg/h，其中醋酸的質(zhì)量百分率為35%，其余為氯仿。 附表2氯仿層（R相）水 層（E相）醋 酸水醋 酸水0．000．990．0099．166．771．3825．1073．6917．722．2844．1248．5825．724．1550．1834．7127．655．2050．5631．1132．087．9349．4125．3934．1610．0347．8723．2842．516．542．5016．501）兩相的組成和流量 根據(jù)醋酸在原料液中的質(zhì)量百分率為35%，在AB邊上確定F點(diǎn)，聯(lián)結(jié)點(diǎn)F、S，按F、S的流量用杠桿定律在FS線上確定和點(diǎn)M。萃取液和萃余液的流量由式836及式837求得，即 萃取液的流量E′也可用式823計(jì)算，兩法結(jié)果一致。需要指出，在生產(chǎn)中因溶劑循環(huán)使用，其中會(huì)含有少量的組分A與B。操作溫度為20℃，此溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表3所示。原料液的處理量為500kg/h，其中丙酮的質(zhì)量百分率為40%，各級(jí)溶劑用量相等。第一級(jí)加入的溶劑量，即每級(jí)加入的溶劑量為 S= =500=250kg/h根據(jù)第一級(jí)的總物料衡算得 M1=F+S =500+250=750kg/h由F和S的量用杠桿定律確定第一級(jí)混合液組成點(diǎn)M1，用試差法作過M1點(diǎn)的聯(lián)結(jié)線E1R1。試求：1）濕度H；2）露點(diǎn)td；3）絕熱飽和溫度；4）將上述狀況的空氣在預(yù)熱器中加熱至100℃所需的熱量。3）求絕熱飽和溫度tas： （a）已知t=30℃并已算出H=，又cH=+=+=，而ras、Has是tas的函數(shù)，皆為未知，可用試差法求解。4）預(yù)熱器中加入的熱量 Q=100（+）（10030） =7280kJ/5）送入預(yù)熱器的濕空氣體積流量 m3/h本題要求掌握濕空氣性質(zhì)參數(shù)及其計(jì)算。試求：1）水分蒸發(fā)量W； 2）空氣消耗量L、單位空氣消耗量； 3）如鼓風(fēng)機(jī)裝在進(jìn)口處，求鼓風(fēng)機(jī)之風(fēng)量V。 kg絕干空氣/h kg干空氣/kg水3）風(fēng)量V 用式（714）計(jì)算15℃、 =V=LvH=4610=。由X1==，由圖715中查得U0=（m284．，出口氣體的溫度為60℃，相對(duì)濕度70%，將部分出口氣體返回干燥器入口與新鮮空氣相結(jié)合，使進(jìn)入干燥器的氣體溫度不超過90℃，相對(duì)濕度為12%。入口氣體溫度℃，℃，干空氣因?yàn)槭抢硐敫稍锲?，進(jìn)出干燥器氣體的焓