化工原理上冊復(fù)習(xí)題資料

1、水從蓄水箱，經(jīng)過一水管流出，如附圖所示。假如， 乙=12m,乙=Z3= 6.5m, d2= 20mm, d3= 10mm,水流經(jīng)d2管段的阻力損失為2mH2O,流經(jīng)d3管段的阻力損失為1mH2O。由水箱至d2管段及由d2管段至d3管段 的突然縮小的阻力損失可以忽略，d3管段至外界的出口損 失不能忽略。試求：（1）d3管段出口處（內(nèi)側(cè)）的流速U 3（2）接近管口 2 -2截面處（左側(cè)）的流速U 2及壓強(qiáng)P2解：取蓄水箱液面為1-1截面，d2管段和d3管段連接處為 側(cè)為3-3截面，并以地面為基準(zhǔn)水平面。（1）求 U3在1-1與3-3截面間列柏努利方程：2 2乙學(xué)亠Z3學(xué)但H心電乙=12m2g 電

2、2g 已知：u10Hf1_3=2，1=3m HOZ3 =6.5m2-2截面，管嘴出口內(nèi)5 （表壓）二P3（表壓）=02U332 7.81(2)求流速U 2及壓強(qiáng)P2d2 210 2U2 二U3( 3)2 =7 ( )2 =1.75m/sd 220在1-1與2-2截面間列柏努利方程：22乙蟲衛(wèi)憶也E2gg2g-g已知：u10Z1 =12m代入上式，可得：12 =6.5 -Z1_= Z2_._ Hf1 2Z2 = 6.5m代入上式，可得：12 =6.51.752.解得：u3 =7m/sPi(表壓)0 Hf1 = 2 m HO2 9.811000 9.81解得：P2（表壓）=32804pa2010-

3、2011-2用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為 38.4Xl03kg/h，高位槽中 液面比油池中液面高20m，管路總長（包括閥門及管件的當(dāng)量長度）430m,進(jìn)出 口阻力不計(jì)。管徑為 108X 4mm,若油在輸送溫度下的密度為960kg/m3，粘度 為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率 n =50%。解：以貯油池液面為1-1截面，高位槽液面為2-2截面，并以1-1截面為基準(zhǔn)水 平面，在兩截面間列柏努力方程：2 2也匹We二gZ2業(yè)匹 hfy3分1222 J已知:乙=0; p1（表）=0; U10; Z2=20m； U20; p2（表）=0; p =960kg/m 代入上式，

4、得：We 二 gZ2 亠二 hf2= gZ2Re4ws、d24汶38.403/3600960 3.14 （0.108-2 0.004）2=1.415m/s0.01 1.415 96033430 10-= 39.6 ： 2000貝 U =64/Re =64/39.6 =1.6 1 62 2丁、丨 +le u2430 1.4152hf1q-1.6166956.5J / kgd 20.12We =9.81 20 6956.5 =7152.7J/kgnn7152.7 38.4 103/36000.5= 152.6kw1分2分2分2分2分1分分5分2011-2012-2水從噴嘴口 1-1截面垂直向上噴射

5、至大氣。設(shè)在大氣中流束截面保持圓形。已知噴嘴內(nèi)直徑d1=25mm,現(xiàn)要求在高于噴嘴出口 5m處水流的直徑d2為的1.2倍，試計(jì)算出噴嘴口的水流速 U1。忽略阻力。解：令高于噴嘴出口 5m處水流截面為2- 2截面1 - 2截面間：p1=p22 2T d2=1.2d1, U1d1 = U2d22 2.u2=(d”d2)u1=(1/1.2) u1=U1/1.44由 U12/2= U22/2 + gZ2即 u12/2=(1/1.442) X u12/2 + 9.81 X 5U1=13.76 m/s有一鋼制套管換熱器，質(zhì)量流量為2000kg/h的苯在內(nèi)管中，從80C冷卻到50C。 冷卻水在環(huán)隙中從15C

6、到35C。已知苯對管壁的對流傳熱系數(shù)為 600W/(m2K), 管壁對水的對流傳熱系數(shù)為1000 W/(m2 - K)。計(jì)算總傳熱系數(shù)時，忽略管壁熱阻 和污垢熱阻。試求：(1) 冷卻水的消耗量；(2) 計(jì)算并流時需要的傳熱面積；(3) 若改為逆流，其他條件相同，則此時傳熱面積又為多少。已知:65C 時苯的 CP=1.86 x 103J/(kg K), 25C 時水的 Cp=4.179 x 103J/(kg K)。解：計(jì)算總傳熱系數(shù)K:：i：o600 1000600 1000=375W/(m2K)計(jì)算熱負(fù)荷: 對苯幾二80 50 = 65 C，則熱負(fù)荷為:QCph (T1 -T2-2000 1.

7、86 103(80 -50)=3.1 104W36003600(1) 冷卻水消耗量Wc15352=25Q 3600Cpc (t2 - tj3.1 104 36004.179 103(35-15)=1335kg/h(2) 并流的傳熱面積t2 二J =80 -15 =65 Ct 二 T2 7 =50 -35 = 15 CA選-選 65一15=34.1 cln6515Kg3.1 1042.42m2375 34.1(3) 逆流時的傳熱面積t2=T1 -t2 =80 -35 =45C二 T2 7 =50-15 = 35 C氏2 1245352=403.1 104375 40二 2.07m2011-201

8、2-2在內(nèi)管為 180X 10mm的套管換熱器中，將流量為3500kg/h的某液態(tài)烴從100C 冷卻到60C，其平均比熱cp烴=2.38kJ/(kg C),環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分 別為40C和50C,平均比熱cp水=4.17kJ/(kg C),基于傳熱外面積的總傳熱系數(shù) Ko=2000W/(m 2 ：C )，設(shè)其值恒定，忽略熱損失。試求：(1) 冷卻水用量；(2) 分別計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及所需管長。解：冷卻水用量Q=WiCph (T1 -T2 )=W:Cpc(t2 -1 )3500X2.38 X(100-60)=WcX4.17 (X50-40)Wc =7990 kg/h5 分Atm 逆=(50-20)/1n(50/20)=32.74 C2 分Atm 并=(60-10)/1 n(60/10)=27.91 C2 分Q=7990X4.17 X(50-40)=3.332 1X05 kJ/h2 分Q=KoSo Atmn。L=1.41532So 逆=3.332 X105X103 /(2000 3X2.74 X3600)