一、计算题1. 已知有一台单作用往复泵,柱塞直径为80mm,行程为200mm,每分钟往复40次,求理论流量?如果仪表记录的实际流量为0.039m
3/min,求容积效率?
Q=F·S·n=[(3.14×0.082)2/4]×0.2×40=0.04m3/min
η=Q'/Q=0.039/0.04=0.975
答:泵的理论流量为0.04m3/min,容积效率为0.975。
2. 已知某换热器列管管径为0.025m,每程换热管道根数为50根,求管程通道截面积是多少?
A=(π/4)×d2×N=(1/4)×3.14×0.0252×50=0.0245(m2)
即管程通道截面积为0.0245m2
答:管程通道截面积为0.0245m2。
3. 已知某设备试压,初始状态t
1=30%,压力P
1=1.2MPa(表压),经24h后,温度t
2=24℃,压力P
2=1.1MPa(表压),求泄漏率是多少?泄漏率是否合格?
已知P
1=1.2+0.1=1.3MPa T
1=273+30=303K
P
2=1.1+0.1=1.2MPa T
2=273+24=297K
泄漏率(A)0.24%>0.2%(泄漏合格率)
答:泄漏率是0.24%;泄漏率不合格。
4. 已知有一闲置设备,内径800mm,经钻孔测得壁厚6mm材料的许用应力[σ]=125MPa,φ=0.8,附加量取0.2cm,问此设备能否代替0.8MPa压缩空气贮罐使用?
S=P设Di/{2[σ]φ-P设}+C
P设=2[σ]φ(S-C)/[Di+(S-C)]=0.99MPa
P设>0.8MPa
答:此设备能代替0.8MPa压缩空气贮罐使用。
5. 在U形管式换热器中,已知流体的热容量流速W=120kcal/h·℃,换热器的工作特性系数φ=0.695,流体出口温度t'1=140℃,流体进口温度t"2=20℃。求传热速率Q?
Q=φW△t=0.695×120×(140-20)=10008kcal/h
答:传热速率Q为10008kcal/h。
6. 已知某冷热两种流体在一列管换热器进行热交换,已知热流体进口温度为593K,出口温度为470K,冷流体进口温度为323K,出口温度为450K,求冷、热两种流体在换热器中采用并流、逆流时的平均温度?
并流时△t大=593-323=270K
△t小=470-450=20K
△t均=(△t大-△t小)/ln(△t大/△t小)=96.1K
逆流时△t大=470-323=147K
△t小=593-450=143K
△t均=(△t大-△t小)/ln(△t大/△t小)=(147-143)/ln(147/143)=145(K)
答:冷、热两种流体在换热器中采用并流、逆流时的平均温度分别为96.1K、145K。
7. 已知某换热器面积为260m
2,冷流吸收热量为225×10
5kcal/h,换热器平均温差为29.2℃,求该换热器的传热系数?
K=Q/△Dt=225×10000/(260×29.2)=296.4kcal/m2·h·℃
答:该换热器的传热系数为296.4kcal/m2·h·℃。
8. 已知某阻聚剂注入泵(柱塞泵)100%冲程的流量为1.5L/h,阻聚剂密度为1.15kg/L,若塔进料量为26t/h,要使阻聚剂浓度为35ppm,那么柱塞泵的冲程应调到多少?(不考虑阻聚剂在系统的消耗)
每小时需要阻聚剂的量为:26×103×35×10-6=0.91kg
每小时需要阻聚剂为:
柱塞泵的冲程为:
答:柱塞泵的冲程应调至53%刻度。
9. 已知某设备试压,初始状态t
1=15℃,压力P
1=0.5MPa(表压),经24h后,温度t
2=17℃,压力P
2=0.5MPa(表压),求泄漏率是多少?
已知P
1=0.5+0.1=0.6MPa T
1=273+15=288K
P
2=0.5+0.1=0.6MPa T
2=273+17=290K
答:泄漏率是0.03%。
10. 已知某新区高压锅炉给水的流量为90t/h,所配的Na
3PO
4溶液的浓度为4%,要求锅炉给水中Na
3PO
4含量为3ppm。求泵的冲程调至多少正好满足要求?(已知泵的最大能力为8L/h)
设泵的冲程应调至L,则:8×L×4%=90×1000×3×10-6
即:L=84%
答:泵冲程调至84%正好满足要求。
11. 已知某换热器管程通道截面积为1.225m
2,列管管径为0.025m,求换热管道根数为多少?
A=(π/4)×d
2×N
答:换热管道根数为2500根。
12. 已知一单程列管换热器,列管管径为φ38mm×3mm,管长为4m,管数为127根,求该换热器管程流通面积?
d=38-2×3=32mm=0.032m
A=πdL·n=3.14×0.032×4×127=51.04m2
答:换热器管程流通面积为51.04m2。
13. 已知有一长期不用的压力容器,实测壁厚S为10mm,介质无腐蚀,内径D
i为1.2m,焊缝系数φ=0.9,许用应力[σ]为125MPa,今欲用该容器承受1MPa的内压,试判断一下该釜是否能用?
∵S=P设Di/{2[σ]φ-P设}+C C=0
∴P设=2[σ]φ(S-C)/[Di+(S-C)]=2×125×106×0.9×10/(1200+10)=1.86MPa
P设>1MPa
答:该压力容器能用。
14. 已知某容器系用S=8mm厚的A制成,许用应力[σ]为120MPa,内径D
i为800mm,焊缝系数φ取0.85,附加量C取2mm,问该容器能承受多大的压力?
∵S=P设Di/{2[σ]φ-P设}+C
∴P设=2[σ]φ(S-C)/[Di+(S-C)]=2×120×0.85×(8-2)/[800+(8-2)]=1.52MPa
答:该容器能承受1.52MPa的压力。
15. 已知用20℃井水使某物流2000kg/h在一换热器内由80℃冷却到40℃,井水从换热器出口温度为35℃,问每小时需要多少吨井水?(物料比热为0.4kcal/kg·℃)
基准温度为0℃,设每小时需x吨井水
根据热量衡算式Q1=Q2
x×1000×1×(35-20)=2000×(80-40)×0.4
x=2.13t/h
答:每小时需要2.13t井水。