敞开大学化工原理（上） 第1-5章单元手写作业答案

  1-1. 如本题附图所示，用离心泵将 20℃的甲苯从地下储槽输送到高位槽，甲苯的体积流量

  为 15 m3/h。高位槽与储槽的液面差为 10 m，且保持稳定，储槽及高位槽液面上方均为大气压。泵的吸入管路为 Ф73 mm×4 mm，总长度为 19 m（包含部分阻力的当量长度）；排出管路为 Ф57 mm×3.5mm，总长度为 25 m（包含部分阻力的当量长度），摩擦系数 λ 取为 0.0315。若泵的功率为 70%，试求泵的轴功率。

  1-2. 如本题附图所示，将水塔中的水送至用水车间，水塔中的液面保持稳定。输水管路的管径为 Φ89 mm×4.5 mm，管路体系的总长度（包含除进口和出口之外一切部分阻力的当量长度）为 85 m，要求输水量为 35.0 m3/h。

  （1）核算水塔中液面有必要高出输水管出口轴线%，则水塔中的液面升高多少。注：1）管内活动摩擦阻力系数为 0.0275，且保持不变；

  容器。此流量下吸入管路的压头丢失和动压头分别为 2.4 m 和 0.61 m。规则泵进口的线 kPa。泵的必需气蚀余量为 3.5 m。试求（1）泵的装置高度（当地大气压为 100 kPa）；（2）若改送 55 ℃的清水，泵的装置高度是否适宜。

  2-2．用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面保持恒差 8.8 m，管内活动在阻力平方区，管路特性方程为

  3-1．在67 103 Pa 压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数 K=5×10 -5 m2/s，qe=0.01 m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比 υ=0.08。现拟用有 38 个框的 BMY50/810-25 型板框压滤机在134 103 Pa 压力下过滤上述悬浮液。试求：（1）过滤至滤框内部悉数充溢滤渣所需的时刻；（2）过滤结束以相当于滤液量 1/10 的清水洗刷滤饼，求洗刷时刻；（3）若每次卸渣、重装等悉数辅佐操作共需 15 min，求过滤机的生产能力（m3 滤液/h）。

  3-2. 用一小型压滤机对某悬浮液进行过滤实验， 操作线 mmHg。测得

  速为 1 r/min。已知滤饼不行紧缩。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。

  4-1. 在一传热面积为40 m2的平板式换热器中，用水冷却某种溶液，两流体呈逆流活动。

  冷却水的流量为30 000 kg/h，其温度由22 ℃升高到36 ℃。溶液温度由115 ℃降至55 ℃。若换热器清洗后，在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水的出口温度升至40 ℃，试预算换热器在清洗前壁面两边的总尘垢热阻。假定：（1）两种情况下，冷、热

  流体的物性可视为不变，水的均匀比热容为4.174 kJ/(kg·℃)；（2）两种情况下， 、 分

  4-2. 在一单程管壳式换热器中，管外热水被管内冷水所冷却。已知换热器的传热面积为5 m2， 总传热系数为1 400 W/(m2·℃)；热水的初温为100 ℃，流量为5 000 kg/h；冷水的初温为20 ℃，流量为10 000 kg/h。试核算热水和冷水的出口温度及传热量。设水的均匀比热容为4.18 kJ/

  5-1. 在一接连操作的单效蒸腾器中将 NaOH 水溶液从 10%浓缩至 45%（质量分数），质料液流量为 1 000 kg/h。蒸腾室的操作肯定压力为 50 kPa（对应饱满温度为 81.2 ℃），加热室中

  溶液的均匀沸点为 115 ℃，加热蒸汽压力为 0.3 MP（a 133.3 ℃），蒸腾器的热丢失为 12 kW。

  试求（1）水分蒸腾量；（2）60 ℃和 115 ℃两个加料温度下加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗用量。

  5-2. 在单效线%（质量分数），质料液流量为 F=1500 kg/h，其均匀比热容cp 0 =3.90 kJ/(kg ∙℃)，进料温度为 30 ℃。操作压力下，溶液的沸点为 65 ℃，

  （m2∙℃），其热丢失为 8 kW。试求（1）产品的流量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸腾器的传热面积。

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