第一章单元作业
单元作业 1-1
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，且维持恒定，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（包括局部阻力的当量长度）；排出管路为 Ф57 mm×3.5mm，总长度为 25 m（包括局部阻力的当量长度），摩擦系数 λ 取为 0.0315。若泵的效率为 70%，试求泵的轴功率。
注：20 ℃时甲苯的密度 =867 kg/m3。
1-1 题 附图
解：首先计算流速：
- 已知体积流量。
- 吸入管路内径，排出管路内径。
- 吸入管路流速。
- 排出管路流速
完整计算过程答++++
wbf170
单元作业 1-2
1-2. 如本题附图所示，将水塔中的水送至用水车间，水塔中的液面维持恒定。输水管路的管径为 Φ89 mm×4.5 mm，管路系统的总长度（包括除进口和出口之外所有局部阻力的当量长度）为 85 m，要求输水量为 35.0 m3/h。
（1）计算水塔中液面必须高出输水管出口轴线的高度 Z；
（2）若将输水量增加 20%，则水塔中的液面升高多少。注：1）管内流动摩擦阻力系数为 0.0275，且维持不变；
完整计算过程答++
wbf170
2）水塔中液面上方和输水管出口处的压力均为大气压。
1-10 题 附图
第二章单元作业
单元作业 2-1
2-1．用离心泵（转速为 2900 r/min）将 20 ℃的清水以 60 m3/h 的流量从水池送至敞口
容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为 2.4 m 和 0.61 m。规定泵入口的真空度
不能大于 64 kPa。泵的必需气蚀余量为 3.5 m。试求（1）泵的安装高度（当地大气压为 100 kPa）；（2）若改送 55 ℃的清水，泵的安装高度是否合适。
单元作业 2-2
2-2．用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差 8.8 m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为
H 8.8 5.2105 Q2 （Qe 的单位为 m3/s）
单台泵的特性方程为
H 28 4.2105 Q2
（Q 的单位为 m3/s）
（1）试求泵的流量、压头和有效功率。
（2）若用上述两台规格相同的离心泵组合操作，试求可能的最大输水量。
第三章单元作业
单元作业 3-1
3-1．在67 103 Pa 压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验，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）过滤至滤框内部全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕以相当于滤液量 1/10 的清水洗涤滤饼，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需 15 min，求过滤机的生产能力（m3 滤液/h）。
单元作业 3-2
3-2. 用一小型压滤机对某悬浮液进行过滤试验， 操作真空度为 400 mmHg。测得
K 4 105 m2 /s ， q 7 103 m3 /m2 ，υ=0.2。现用一台 GP5-1.75 型转筒真空过滤机在相同压力差下进行生产（过滤机的转鼓直径为 1.75 m，长度为 0.9 m，浸没角度为 120º），转
速为 1 r/min。已知滤饼不可压缩。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。
第四章单元作业
单元作业 4-1
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，两流体呈逆流流动。
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 ℃，试估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，冷、热
流体的物性可视为不变，水的平均比热容为4.174 kJ/(kg·℃)；（2）两种情况下， 、 分
别相同；（3）忽略壁面热阻和热损失。
单元作业 4-2
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。试计算热水和冷水的出口温度及传热量。设水的平均比热容为4.18 kJ/
（kg·℃），热损失可忽略不计。
第五章单元作业
单元作业 5-1
5-1. 在一连续操作的单效蒸发器中将 NaOH 水溶液从 10%浓缩至 45%（质量分数），原料液流量为 1 000 kg/h。蒸发室的操作绝对压力为 50 kPa（对应饱和温度为 81.2 ℃），加热室中
溶液的平均沸点为 115 ℃，加热蒸汽压力为 0.3 MP（a 133.3 ℃），蒸发器的热损失为 12 kW。
试求（1）水分蒸发量；（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。
单元作业 5-2
5-2. 在单效真空蒸发器中将牛奶从 15%浓缩至 50%（质量分数），原料液流量为 F=1500 kg/h，其平均比热容cp 0 =3.90 kJ/(kg ∙℃)，进料温度为 30 ℃。操作压力下，溶液的沸点为 65 ℃，
加热蒸汽压力为 105 Pa（表压）。当地大气压为 101.3 kPa。蒸发器的总传热系数 Ko=1 160 W/
（m2∙℃），其热损失为 8 kW。试求（1）产品的流量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。
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