1.水在一倾斜管中流动,如图中示。求测量段的阻力为多少?若已知滞留时速度分布为: ,式中R为管内半径,r为距管中心的距离。求管内滞留时平均速度的位置在何处?(20分)
2.15℃的重油用泵以150m /h的流量,流经长为1500m,内径为150mm的水平铁管送至油库,铁管两端均为大气压。若利用废热蒸汽将油加热至38℃,然后维持 38℃下在管内输送。试比较两种情况下泵的轴功率有何变化(该泵的效率为0.6)(15分)
已知油的黏度,相对密度为: 15 ℃ 38℃
黏度[N.S/m ]: 1 0.184
相对密度: 0.83 0.81
3.要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500(mmHg)。(其中液体处于沸腾状态,即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压力。)泵位于地面上,吸入管总阻力为0.87m液拄,液体的密度为986[kg/m ].已知泵的允许气蚀余量为4.2m ,试问该泵的安装位置是否合适,如不合适,应如何重新安排?(10分)
4.在某日用化工厂一套换热器中,将溶液与冷却水进行逆流换热。溶液走管外,流量为1000kg/h ,平均比热容为3.35KJ/kg.℃,从100℃冷却到80℃。冷却水走管内,从15℃加热到65℃,水的比热容为4.187 KJ/kg.℃,换热管尺寸为 25 2.5mm 。(1) 已知溶液的对流给热系数为1163W/m .℃,冷却水的对流给热系数为1163W/m .℃,如果忽略管壁热阻,试求以传热外表面积为基准的传热系数和冷却水用量。(2)该换热器使用6个月后,由于水侧管壁生垢,生产能力降低,如用水量不变则水的出口温度降为60℃,试求污垢热阻。(20分)
5.一连续操作的常压精馏塔用来分离苯-甲苯混合液,已知进料含苯的摩尔分率为0.5,进料为饱和溶液,欲使塔顶含苯0.95,塔底含苯0.05(均为摩尔分率),此条件下的相对挥发度为2.5,R=1.5Rmin,塔顶蒸汽进入分凝器,所得冷凝液全做回流,未冷凝的蒸汽进入全凝器得最后产品。试求:(1)进料为1000mol的塔顶和塔底产品量;(2)塔顶第一块理论板上升的蒸汽组成。(20分)
6.在逆流的填料吸收塔中,用清水吸收含 的气体混合物,气相从塔底进入, 浓度为3.5%(体积%),其余为惰性气体。塔顶气相出口处 的气压为1.14kN/m ,液相出口处浓度为0.00115(摩尔分率)。吸收操作在101.3kN/m ,20℃下进行,已知水的流量为27800kg/h,塔截面积为1.35 ,填料层高度为5m,试求气相总体积吸收系数 以 表示, 溶液的平衡关系可用直线方程Y=26.7X表示。(15分)