化工原理第二版國防工業(yè)出版社課后習(xí)題及答案【完整版】

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 第一章流體流動1-1燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析測知其中含 8.5%CO2, 7.5%。2, 76%N2, 8%H2O(體積%)。試求溫度為500C、壓強(qiáng)為101.33 X 103pa時，該混合氣體的密度。解 Mm=MAyA+ MByB+ Mcyc+ MDyD=44 8.5%+32 7.5%+28 76%+18 8% =28.26=P Mm /(RT)=101.33 28.26/(8.314 773)=0.455kg/m 31-2在大氣壓為101.33X 103Pa的地區(qū)，某真空蒸儲塔塔頂真空表讀數(shù)為9.84X 104Pa。若在大氣

2、壓為8.73X 104Pa的地區(qū)使塔內(nèi)絕對壓強(qiáng)維持相同的數(shù)值，則真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？解 塔內(nèi)絕對壓強(qiáng)維持相同，則可列如下等式Pa1 9.84 X 104= Pa2 PP = Pa2 Pa1+9.84X 104=8.437 X 104Pa1-3敞口容器底部有一層深0.52m的水，其上部為深3.46m的油。求器底的壓強(qiáng)，以Pa表示。此壓強(qiáng)是絕對壓強(qiáng)還是表壓強(qiáng)？水的密度為1000kg/m3,油的密度為916 kg/m3。解 表壓強(qiáng) P(atg)= 1gh1+ 2gh2=1000 9.81 0.52+916 9.81 3.46 =3.62 104Pa絕對壓強(qiáng) P(ata)= P(atg)+ Pa =3

3、.62 104+101.33 103習(xí)題1-4附圖1調(diào)節(jié)閥；2鼓泡觀察器瓶；3 U管壓差計;4通氣管；5貯罐=1.37 105 Pa1-4為測量腐蝕性液體貯槽內(nèi)的存液 量，采用如本題附圖所示的裝置。控制調(diào) 節(jié)閥使壓縮空氣緩慢地鼓泡通過觀察瓶進(jìn) 入貯槽。今測得U型壓差計讀數(shù)R=130mmHg ,通氣管距貯槽底部 h=20cm , 貯槽直徑為2m,液體密度為980 kg/m3。 試求貯槽內(nèi)液體的儲存量為多少噸？解壓縮空氣流速很慢，阻力損失很文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持小，可認(rèn)為b截面與通氣管出口截面 a壓強(qiáng)近似相等，設(shè) h1為通氣管深入液面下方距離，因此1-5 一敞

4、口貯槽內(nèi)盛 20c的苯，苯的密度為 880 kg/m3。液面距槽底9m,槽底側(cè)面有一直徑 為500mm的人孔，其中心距槽底 600mm,人孔覆以孔蓋，試求：(1)人孔蓋共受多少液柱靜止力，以 N表示；(2)槽底面所受的壓強(qiáng)是多少？解 人孔蓋以中心水平線上下對稱，而靜壓強(qiáng)隨深度做線性變化因此可以孔中心處的壓強(qiáng)計算人孔蓋所受壓力P= g(H-h)=880 9.81 (9 - 0.6)=72515.52PaF=PA= 72515.520.52/4=1.42 1 04N習(xí)題1-6附圖1-6為了放大所測氣體壓差的讀數(shù)，采用如本題附圖所示的斜管式壓差計，一臂垂直，一臂與水平成 20。角。若U形管內(nèi)裝密度為

5、804 kg/m3的95%乙醇溶液，求讀數(shù)R為29mm時的壓強(qiáng)差。解 pgRsin 20o習(xí)題1-7附圖78.25Pa1-7用雙液體 U型壓差計測定兩點(diǎn)間空氣的壓差，測得R=320mm。由于兩側(cè)的小室不夠大，致使小室內(nèi)兩液面產(chǎn)生4mm的位差。試求實(shí)際的壓差為多少Pa。若計算時忽略兩小室內(nèi)的液面的位差，會產(chǎn)生多少的誤差？兩液體密度值見圖。解 如本題附圖所示a-a截面為等壓面，所以若忽略兩小室內(nèi)液面的位差，則壓差為1000 910 9.81 0.32 282.528Pa相差 35.708Pa,誤差(318.236-282.528) /318.236=11.22%習(xí)題 1-8 附圖1-8為了排除煤氣

6、管中的少量積水，用如本題附圖所示的水封設(shè)備，水由煤氣管路上的垂直支管排出，已知煤氣壓強(qiáng)為1X 105Pa(絕對壓強(qiáng))。問水封管插入液面下的深度習(xí)題1-9附圖h應(yīng)為若干？當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa=9.8X 104Pa,水的密度p1精儲塔；2一冷凝器=1000 kg/m3。解 P= gh+Pa所以h=(P-Pa)/g=(1.00 105-9.8 104)/9.81 1000=0.204m1-9如本題附圖示某精微塔的回流裝置中，由塔頂文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 蒸出的蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝，部分冷凝液將流回塔內(nèi)。已知冷凝器內(nèi)壓強(qiáng)p1=1.04x 105Pa (絕壓)，塔頂蒸氣壓強(qiáng)

7、P2=1.08X l05Pa (絕壓)，為使冷凝器中液體能順利地流回塔內(nèi)，問冷凝器液面至少 要比回流液入塔處高出多少？冷凝液密度為810 kg/m3。解 若使冷凝器中液體能順利地流回塔內(nèi)，則p1+ gh = p2 h=(p2-p1)/ g=(1.08 105-1.04 105)/9.81 810=0.503m習(xí)題1-10附圖1-10為測量氣罐中的壓強(qiáng)pB,采用如本題附圖所示的雙液杯式微差壓計。兩杯中放有密度為p 1的液體，U形管下部指示液密度 為P 2。管與杯的直徑之比 d/D。試證：解 等壓面為1-1截面，由靜力學(xué)方程可得pB+ 1g h + 2gh = 1gh +papB= p a + (

8、 1 - 2)gh - 1g h由 h D2/4=h d2/4可得 h=h(d/D)2d2所以 Pb pa hg 21 hg 1 D21-11列管換熱器的管束由121根巾25x 2.5mm的鋼管組成，空氣以 9m/s的速度在列管內(nèi)流 動?？諝庠诠軆?nèi)的平均溫度為50 C,壓強(qiáng)為196X 103Pa (表壓)，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?98.7X 103Pa。試求：(1)空氣的質(zhì)量流量；習(xí)題1-11附圖1殼體；2頂蓋；3管束；4花板；5空氣進(jìn)出口。(2)操作條件下空氣的體積流量；(3)將(2)的計算結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量。注：()25X 2.5mm鋼管外徑為 25mm,壁厚為 2.5mm,內(nèi)徑為

9、20mm。解操作條件下空氣的體積流量 _23,Vs uA 9 0.785 0.025 0.0025 20.3419m3/s空氣的質(zhì)量流量ws Vs操作條件下空氣的密度文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.33.182kg/m 所以M T0P 29 273 196 98.7 224 Tp0 224323 101.325Ws 0.3419 3.182 1.088kg/s由于PVsp0Vs0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量1-12如本題附圖所示，高位槽內(nèi)的水面高于地面8m,水從6108x4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。在本題中，水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失可按 hf=6.5u2計算

10、，其中u為水在管內(nèi)的 流速，試計算：（1） A A截面處水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h計。解在高位槽水面（1-1截面）和管路出口（ 2-2截面）列柏努利方程，地面為基準(zhǔn)面 式中2Z1=8m,Z2=6m , p1=0 （表壓），p2=0 （表壓），ui=0 ,hf 6.5u2將數(shù)值代入上式，并簡化得U2=2.9m/sQ=u2A=2.9 3600 0.785 （108-2 4） 10-6=0.023m3/s=81.95 m3/h習(xí)題1-12附圖習(xí)題1-13附圖1-13在圖示裝置中，水管直徑為 6 57x3.5mm。當(dāng)閥門全閉時，壓力表讀數(shù)為 3.04X 104Pa。 當(dāng)閥門開啟后，壓力表

11、讀數(shù)降至 2.03X 104Pa,設(shè)總壓頭損失為 0.5m。求水的流量為若干 m3/h? 水密度 p=1000kg/m3。解當(dāng)閥門全閉時，壓力表讀數(shù)顯示了槽子液面流體的勢能，當(dāng)閥門開啟后，勢能部分轉(zhuǎn)化為動能，部分消耗于阻力損失，列機(jī)械能衡算式其中 p1=3.04 104Pa （表壓）,p2 2.03 104Pa （表壓）, hf =0.5 g所以水的流量為文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持1-14某鼓風(fēng)機(jī)吸入管直徑為 200mm,在喇叭形進(jìn)口處測得U型壓差計讀數(shù) R=25mm ,指示液為水，如本題附圖所示。若不計阻力損失，空氣的密度為1.2kg/m3,試求管路內(nèi)空氣的

12、流量。解 在喇叭進(jìn)口和風(fēng)機(jī)進(jìn)口處列柏努利方程其中 Pi 0 ,乙 Z2 0 ,Ui 0代入柏努利方程可得u2 , 2p2, 24；25 2 20.22m/s習(xí)題1-14附圖習(xí)題1-15附圖1-15用離心泵把 20c的水從貯槽送至水洗塔頂部，槽內(nèi)水位維持恒定。各部分相對位置如 本題附圖所示。管路的直徑均為（）76X 2.5mm,在操作條件下，泵入口處真空表讀數(shù)為24.66 X103Pa,水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括口賁頭）的阻力損失可分別按hf1=2u2與hf2=10u2計算。式中u為吸入管或排出管的流速。排出管與噴頭連接處的壓強(qiáng)為98.07 X 103Pa （表壓）。試求泵的有效功率。解在貯槽

13、?面（1-1截面）及泵入口真空表處（2-2截面）列柏努利方程，貯槽液面為基準(zhǔn)面22n7P1u1n7P2u2gZ1gZ2hf1式中 Z1=0m,p1=0 （表壓）,u1=0 , Z2=1.5m,p2=-24.66 103Pa （表壓），將數(shù)值代入，并簡化得：解得 u2=2m/s3-3截面）列柏努利方程，貯槽液面為基式中 Z1二0m, p1二0 （表壓），u1= 0 ,在貯槽?面（1-1截面）及排出管與噴頭相連接處（準(zhǔn)面22P1u；p3u3,gZ1一WegZ3 一一hf1hf222Z3=14m , p3=98.07 1 03pa （表壓）,2u3= u2=2m/s,hf1hf2 12u3將數(shù)值代入

14、上式，并簡化得232We=14g+p3/ +12.5 03=14 9.81+98.07 103/9.81+12.5 22 =285.59J/kgws=uA =2 0.785 （76-2 2.5）2 10-6 1000=7.9kg/sNe=Wews =285.59 7.9=2256W1-16如本題附圖所示，30c的水由高位槽流經(jīng)直徑不等的兩段管路。上部細(xì)管直徑為20mm,卜部粗管直徑為 36mm o不計所有阻力損失，管路中何處壓強(qiáng)最低？該處的水是否會發(fā)生汽化現(xiàn)文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.象?解在高位槽液面（1-1截面）和管路出口（ 3-3截面）之間列柏努力方程，

15、以管路出口截面為2一 p1 U1 一式中 gZ1 5 gz（表壓）將數(shù)值代入上式，并簡化得u3 2g 4.43 m/s又根據(jù)連續(xù)性方程可知：2P3%2 Zi=1m,pi=0 （表壓），ui= 0 , Z3=0m , p3=0U2= U 3（d3/d2）2=u 3（36/20）2=14.35m/s高位槽出口處細(xì)管的動能最大，位能較大，靜壓能最小，壓強(qiáng)最低，該處壓強(qiáng)為查得30c的水的飽和蒸汽壓為 4247.4 Pa, p2 4247.4Pa ,所以該處會發(fā)生汽化。習(xí)題1-17附圖習(xí)題1-16附圖1 換熱器2一泵1-17如本題附圖所示，一冷凍鹽水的循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的循環(huán)量為45 m3/h,管徑相同。流

16、體流經(jīng)管路的壓頭損失自A至B的一段為9m,自B至A的一段為12m。鹽水的密度為1100 kg/m3,試求（1）泵的功率，設(shè)其效率為0.65;（2）若A的壓力表讀數(shù)為14.7X104Pa,則B處的壓力表讀數(shù)應(yīng)為多少帕斯卡（ Pa） ?解（1）以管路上任一截面同時作為上下游截面，列伯努利方程得22gZ1 莊見WegZ3 R 與hf則Z=0，U=0，p=0，22We= hf=（ Hf1+Hf2）g=（9+12）g=21 g所以Ne= We ws=21 9.8 1100 45/3600=2833WNe= Ne /r =2883/0.65=4358W（2）在A、 B兩截面間列伯努利方程得22貝 U.UA

17、7>pB%hZa=0,ZB=7m,UA=UB,pa=14.7 104 PagZA-gZB-hf122（表壓）hf= Hf1g=9g所以B處的壓力表讀數(shù)為1-18PBPagZB_414.7 104hfi水平管路中，水的流量為 2.5L/S,已知管1100 9.81 7 1100 9.81 9附圖所示。42.6 104Pad1=5cm, d2=2.5cm 及 h1=1m,如本題若忽略能量損失，問連接于該管收縮面上的水管,其中U132.5 10U1U2d2d1所以P2由于P2所以h20.785dl20.785521.27m/s1042.5Pigh1P12U12U2Pl2U12216u1P115

18、U12gh2P22.290.233m9.81可將水自容器內(nèi)吸上高度h2為多少？水密度p =1000 kg/m3。解 在1-1截面和2-2截面間列柏努利方程，以管中心為基準(zhǔn)面習(xí)題1-18附圖習(xí)題1-19附圖1-19密度850 kg/m3的料液從高位槽送入塔中，如本題附圖所示。高位槽液面維持恒定。塔內(nèi)表壓為9.807X 103Pa,進(jìn)料量為5m3/h。進(jìn)料管為巾38X 2.5mm的鋼管，管內(nèi)流動的阻力損失為 30J/kg。問高位槽內(nèi)液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高出多少？解在高位槽內(nèi)液面（1-1截面）和塔的進(jìn)料口截面（2-2截面）間列柏努利方程，2-2截面為基準(zhǔn)面其中 Z20 ,P10 ,U10,P2 9.8

19、07 103Pa（表壓）,hf30J/kg代入方程可得乙9.087 103 1.6247285029.8130一 4.37m1-20有一輸水系統(tǒng)如本題附圖所示。輸水管徑為6 57X 3.5mm。已知管內(nèi)的阻力損失按 hf=45文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持Xu2/2計算，式中u為管內(nèi)流速。求水的流量為多少m3/s?欲使水量增加20%,應(yīng)將水槽的水面升高多少？解 在水槽內(nèi)液面（1-1截面）和管子出口截面（2-2截面）間列柏努利方程，2-2截面為基準(zhǔn) 22M rPl Ui rP2 U2,面 gZi1 ,gZ22 上hf22其中：P10,u10,Z20, p2 0 ,h

20、f45U22 / 2代入方程可得所以 口 l gZ , 9'83 546m/s欲使水量增加20%,則管中流速應(yīng)為原流速的1.2倍2由 gZ 23u'2 Z - 7.2mg習(xí)題1-20附圖習(xí)題1-21附圖1-21水以3.77X 10-3m3/s的流量流經(jīng)一擴(kuò)大管段。細(xì)管直徑d=40mm ,粗管直徑 D=80mm,侄U型壓差計中水位差 R=170mm,如本題附圖所示，求水流經(jīng)該擴(kuò)大管段的阻力損失Hf,以米水柱（mH2O） 表示。解 P1 P2 gR( i) gR習(xí)題1-22附圖0.26m1-22貯槽內(nèi)徑D為2m,槽底與內(nèi)徑d0為32mm的 鋼管相連，如本題附圖所示。槽內(nèi)無液體補(bǔ)充，

21、液面高 度h=2m。管內(nèi)的流動阻力損失按 hf=20u2計算。式中u 為管內(nèi)液體流速。試求當(dāng)槽內(nèi)?面下降1m所需的時間。解 本題屬不穩(wěn)定流動。 槽內(nèi)液面下降1m所需的時 間可通過微分時間內(nèi)的物料衡算和瞬間的柏努利方程求解。在d。時間內(nèi)對系統(tǒng)作物料衡算。設(shè)F'、D'分別為瞬時進(jìn)、出料率，dA'為d。時間內(nèi)的積累量,則d。時間內(nèi)的物料衡算為F' d 0- D' d ydA'u,故又設(shè)在d。時間內(nèi)，槽內(nèi)液面下降dh,液體在管內(nèi)瞬間流速為代入上式，得文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持其中 Zihm, Z20 , Pi P2,Ui

22、 0,2一_ _ _2u2u , hf20u,9.8h20.5u將上式積分，得1-23 90c的水流入內(nèi)徑為 20mm的管內(nèi)，欲使流動呈層流狀態(tài)，水的流速不可超過哪一數(shù)值？若管內(nèi)流動的是 90c的空氣，則這一數(shù)值又為多少?解查教材附錄可知90 c 水的黏度0.3165 10 3Pas,密度 965.3 kg/m3 90 c 空氣的黏度 2.15 10 5 Pa s , 密度 0.972 kg/m3由Re ud可得u RJ ,欲使流動呈層流狀態(tài)則 d水 umax20000.3165 10 30.03278m/s965.3 0.02仝氣 umax0.972 0.022000 2.15 10 5 2

23、.2119m/s1-24由實(shí)驗(yàn)得知，單個球形顆粒在流體中的沉降速度ui與以下諸量有關(guān)：顆粒直徑d;流體密度p與粘度科 ,顆粒與流體的密度差 p a p ；重力加速度g。試通過因 次分析方法導(dǎo)出顆粒沉降速度的無因次函數(shù)式。解 Ut kda b c所以2 ed所以u-kRe2e 1 gd1-25用6 168 x9mm的鋼管輸送原油，管線總長 100km,油量為60000kg/h ,油管最大抗壓能力為1.57X 107Pa。已知50c時油的密度為 890kg/m3,油的粘度為0.181Pa-s。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計，試問為完成上述輸送任務(wù)，中途需幾個加壓站？所謂油管最大抗壓能力系指

24、管內(nèi)輸送的流體壓強(qiáng)不能大于此值，否則管子損壞。文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.解解法1： Phfl u2Reud890 1.0602 0.150.181781.97 <2000,屬于層流所以需兩個加壓站。解法2:u 1.0602, Re 781.97所以需要兩個加壓站。1-26每小時將2X 104kg的溶液用泵從反應(yīng)器輸送到高位槽（見圖）。反應(yīng)器液面上方保持 26.7X103Pa的真空度，高位槽液面上方為大氣壓。管路為6 76x 4mm鋼管，總長50m,管線上有兩個全開的閘閥，一個孔板流量計（仁4）、五個標(biāo)準(zhǔn)彎頭。反應(yīng)器內(nèi)液面與管出口的距離為15m。若泵的效

25、率為0.7,求泵的軸功率。溶液 p=1073 kg/m3, =6.3X10 4Pa. s, "0.3mm。解 在反應(yīng)器內(nèi)液面與管出口之間列柏努利方程其中 Z1 0,Z215m,Pi26.7103 Pa俵壓）,p20（表壓）,Ui0Reud1073 1.4264 0.0686.3 10 4165199.7 ,屬于湍流。據(jù)Ra 一查Moody圖可得 0.03 d兩個閘閥全開:2 0.17 0.34一個孔板流量計：4五個標(biāo)準(zhǔn)彎頭:0.75 3.75入口阻力系數(shù)：0.5習(xí)題1-26附圖習(xí)題1-27附圖1-27用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送到敞口高位槽。輸送流量為0.1m3/min,

26、輸送管路為6 38x 3mm無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m,在壓送過程中設(shè)位差不變。管路總長20m,設(shè)有一個閘閥（全開），8個標(biāo)準(zhǔn)90。彎頭。求壓縮空氣所需的壓強(qiáng)為多少（表壓）？硫酸 p 為 1830kg/m3, 為 0.012Pa s,鋼管的 £ 為 0.3mm。文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持解在密閉容器（酸蛋）液面（1-1截面）與管路出口截面（2-2截面）間列柏努利方程，1-1截面為基準(zhǔn)面，其中 Z1 0, 3 0, P2 0, Z2 0閘閥全開：0.178個標(biāo)準(zhǔn)90。彎頭：88 0.75 6進(jìn)口：=0.5Reud18300.032

27、2.0730.01210118.1,屬于湍流。據(jù)Ra j查Moody圖可得 0.0431-28粘度為0.03 Pas、密度為900 kg/m3的液體自容器 A流過內(nèi)徑40mm的管路進(jìn)入容器 B。兩容器均為敞口，液面視作不變。管路中有一閥門，閥前管長 50m,閥后管長20m （均包括局部 阻力的當(dāng)量長度）。當(dāng)閥全關(guān)時，閥前、后的壓力表讀數(shù)分別為 8.82X 104Pa和4.41X104Pa?，F(xiàn)將 閥門打開至1/4開度，閥門阻力的當(dāng)量長度為 30m。試求：（1）管路的流量；（2）閥前、閥后壓力表的讀數(shù)有何變化？解 當(dāng)閥全關(guān)時，p1ghA 所以ZA -p1 10mg在A-A、B B之間列柏努利方程，

28、閥所在管路中心為基準(zhǔn)面，ud 900 0.736 0.04 一 ， 一 檢3效Re 981 ,所以假設(shè)成立，流動為層流。0.03其中2l1 uhf =d 2（2）在A-A截面與1 1截面間列柏努利方程，閥所在管路中心為基準(zhǔn)面64640.0652Re 981習(xí)題1-29附圖習(xí)題1-28附圖1-29如本題附圖所示，某輸油管路未裝流量計，但在A、B兩點(diǎn)的壓力表讀數(shù)分別為pA=1.47X106Pa, pb=1.43X 106Pa。試估計管路中油的流量。已知管路尺寸為巾89x 4mm的無縫鋼管。A、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持B兩點(diǎn)間的長度為40m,有6個90°

29、彎頭，油的密度為 820 kg/m3,粘度為0.121 Pa s。解在A-A截面和B-B截面間列柏努利方程，泵安裝平面為基準(zhǔn)面其中 p1 1.47 106Pa, p2 1.43 106Pa,所以設(shè)為層流hf32 (l le)ud2采用試差法，初設(shè)0.04,代入上式可得u 1.24m/s其中l(wèi)40m, 90o彎頭的 le 6m, d 0.089 0.004 2 0.081mud 820 0.71 0.081檢3較Re 389.7 ,所以假設(shè)成立。0.1211-30欲將5000kg/h的煤氣輸送100km,管內(nèi)徑為300mm,管路末端壓強(qiáng)為 14.7X104Pa （絕 壓），試求管路起點(diǎn)需要多大的

30、壓強(qiáng)?設(shè)整個管路中煤氣的溫度為20C,入為0.016,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣的密度為0.85kg/m3。解管路中煤氣流速為u4Vs 4 Ws /22d2d24 5000/360023.14 0.32 0.8523.128m/s流動阻力損失為pcc“100 103 23.12820.0160.321426.4 103Pa所以p1p p2 1426.4 103 14.7 1041-31 一酸貯槽通過管路向其下方的反應(yīng)器送酸，槽內(nèi)液面在管出口以上2.5m。管路由巾38x 2.5mm無縫鋼管組成，全長（包括管件的當(dāng)量長度）為 25m。由于使用已久，粗糙度應(yīng)取為 0.15mm。貯槽及反應(yīng)器均為大氣壓。求每分鐘可

31、送酸多少m3?酸的密度p =1650 kg/m3,粘度科=0.012Pa s。（提示：用試差法時可先設(shè)入=0.04）。解 在槽內(nèi)液面及管出口截面間列柏努利方程，管出口截面為基準(zhǔn)面，gZhf1 0.5所以2 9.81 2.51.5250.03349.051.5 757.58(1)文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.c ud 1650 1.24 0.033 一(2)Re 56270.012據(jù) Re J查Moody圖可得 0.0317,假設(shè)與計算不一致。再設(shè) 0.031代入式(1)可得：u 1.40m/s據(jù)RBg查Moody圖可得 0.031假設(shè)與計算一致，所以體積流量為1

32、-32水位恒定的高位槽從 C、D兩支管同日放水。AB段管長6m,內(nèi)徑41mm。BC段長15m, 內(nèi)徑25mm。BD長24m,內(nèi)徑25mm。上述管長均包括閥門及其它局部阻力的當(dāng)量長度，但不包 括出口動能項(xiàng)，分支點(diǎn) B的能量損失可忽略。試求：(1) D、C兩支管的流量及水槽的總排水量；(2)當(dāng)D閥關(guān)閉，求水槽由C支管流出的水量。 設(shè)全部管部的摩擦系數(shù) 人均可取0.03,且不 變化，出口損失應(yīng)另行考慮。解 由于BC和BD兩管路并聯(lián)，所以有得 Ud 0.798Uc由連續(xù)性方程可得1 dAB2UA4dBC UC1 dBD2UD4UadBC UCdBD UD25 (1dAB10.798Uc4120.669

33、Uc在高位槽水面和C-C截面列柏努利方程，以C-C截面為基準(zhǔn)面式中 Ui0,乙10m, Zc=0, PiPc0所以10 9.81一 一 22.195ua29uc(1) (2)聯(lián)立解得Uc3.13m/s,uA2.09m/suD=2.50m/s(2)當(dāng)D閥關(guān)閉時UACUABdABdBC241252.69對高位槽水面和 C-C截面列柏努利方程，以C-C截面為基準(zhǔn)面其中Zi10m,Zc0,PiPc0,Ui0代入得10g22uuc2.19522.699u,1-33用內(nèi)徑為300mm的鋼管輸送20c的水，為了測量管內(nèi)水的流量，采用了如本題附圖所 示的安排。在2m長的一段主管路上并聯(lián)了一根直徑為6 60X3

34、.5mm的支管，其總長與所有局部阻力的當(dāng)量長度之和為10m。支管上裝有轉(zhuǎn)子流量計，由流量計上的讀數(shù)知支管內(nèi)水的流量為2.72m3/h。試求水在主管路中的流量及總流量。設(shè)主管路的摩擦系數(shù)入為0.018,支管路的摩擦系數(shù)入為0.03。解由于支管與總管并聯(lián)，所以其中習(xí)題1-32附圖習(xí)題1-33附圖習(xí)題2-1附圖第二章流體輸送機(jī)械2-1擬用一泵將堿液由敞口堿液槽打入位差為10m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)為 5.88x 104Pa （表壓），流量20m3/h。全部輸送管均為6 57 x 3.5mm無縫鋼管，管長 50m （包括局部阻力的當(dāng)量長度）如本題附圖所示。堿液的密度p =1500kg/m3,粘度/2X 1

35、0 3Pa - s。管壁粗糙度為 0.3mm。試求：（1）輸送單位重量液體所需提供的外功。（2）需向液體提供的功率。解在貯槽?面（1-1截面）和管子出口（ 2-2截面）列柏努利方程，貯槽液面為基準(zhǔn)面，式中Z1=0m , p1=0 （表壓），u1 = 0 ,Z2=10m,p2=5.88 104Pa （表壓），U2=0 4Q4 20管中堿放流速為 u2 26 2.83m/sd 3.14 （57 2 3.5）103600為湍流，& /d=0.3/50=0.006據(jù)R8一查Moody圖，得入=0.033=27.87J/NNe=HeQ p g=27.87 20/3600 1500 9.81=2.

36、278 103W習(xí)題2-2附圖2-2在本題附圖所示的IS100-80-125型離心泵曲線圖上，任選一個流量，讀出其相應(yīng)的壓頭和率，核算其效率是否與圖中所示一致。解查圖知計算結(jié)果和圖中基本一致。2-3用水對某離心泵作實(shí)驗(yàn)，得到下列實(shí)驗(yàn)據(jù)：習(xí)題2-3附表Q/ (L min 1)0100200300400500H/m37.2383734.531.828.5若通過6 76x4mm、長355m （包括局部阻力的當(dāng)量長度）的導(dǎo)管，用該泵輸送液體。已知吸入與排出的空間均為常壓設(shè)備，兩液面間的垂直距離為4.8m,摩擦系數(shù)入為0.03,試求該泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時的流量。若排出空間為密閉容器，其內(nèi)壓強(qiáng)為 輸送液體的性質(zhì)與水

37、相近。解管路特性曲線為 He=A+KQe2管子內(nèi)徑d 0.076 0.004 2 0.068m1.29x 105Pa （表壓），再求此時泵的流量。被其中 A Z -p 4.8 0 4.8m g0.03 至-0.0686.1 10582 0.06849.81習(xí)題2-3圖解若Qe用L / min表示所以He=4.8+1.6910-4Qe2用泵特性曲線和管路特性曲線作圖，可得兩曲線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為400L/min。若排出空間為密閉容器，其內(nèi)壓強(qiáng)為1.29 x 105Pa （表壓），則管路特性曲線為2-4某離心泵在作性能試驗(yàn)時以恒定轉(zhuǎn)速打水。當(dāng)流量為71m3/h時，泵處真空表讀數(shù) 2.993x104P

38、a,泵壓出口處壓強(qiáng)計讀數(shù)3.14X105Pa。兩測壓點(diǎn)的位差不計，泵進(jìn)、出口的管徑相同。測得此時泵的軸功率為10.4kW,試求泵的揚(yáng)程及效率。解在離心泵的吸入口（ 1-1截面）、壓出口（ 2-2截面）處建立柏努利方程其中 Zi= Z2, ui=U2 , Hf=0泵的揚(yáng)程 He -p2一p1 =35.06m泵的效率叢 QHe gN N=35.06 71/3600 1000 9.81/10.4 104=65.2%2-5用泵從江中取水送入一貯水池內(nèi)。池中水面高出江面 30m。管路長度（包括局部阻力的當(dāng)量長度在內(nèi)）為 94m。要求水的流量為 2040m3/h。若水溫為20C, £ /d=0.

39、001 ,（1）選擇適當(dāng)?shù)墓軓剑?）今有一離心泵，流量為 45 m3/h,揚(yáng)程為42m,效率60%,軸功率7kW。問該泵能否使 用。解（1）查書后附錄，20c水的密度和黏度分別為 .3.一. 一3_998.2kg/m ,1.01 10 Pa s取江水流速為1.8m/s,按最大流量計算管徑，根據(jù)管路規(guī)格，取 6 102X 3.5mmd=102-3.5X 2=95mm以江面為1-1截面，貯水1水面為 2-2截面，1-1截面為基準(zhǔn)面，列柏努利方程其中乙 0,Z2 30m,p1p2 0(表壓)，u1 u2 0據(jù) Re,查 Moody 圖可得：0.0215d所以該泵可用。2-6用一離心泵將貯水池中的冷卻

40、水經(jīng)換熱器送到高位槽。已知高位槽液面比貯水池液面高出10m,管路總長(包括局部阻力的當(dāng)量長度在內(nèi))為 400m,管內(nèi)徑為75mm,換熱器的壓頭損失為32 (u2/2g),摩擦系數(shù)取0.03,離心泵的特性參數(shù)見附表。習(xí)題2-6附表Q/ （m3 s）00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008H/m2625.524.5232118.515.5128.5試求：(1)管路特性曲線；(2)泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)的流量及壓頭。解 高位槽和水池兩截面的 p1 p2 0(表壓)，U| u2 0其中A所以管路特性曲線為H e=A+KQ e2Z -p 10mgHe=10+5.02

41、 105Qe2泵的工作點(diǎn)為泵特性曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)，用泵特性曲線和管路特性曲線作圖，如習(xí) 題2-6、2-7、2-8圖解所示，工作點(diǎn)為 A,坐標(biāo)為(0.00445m3/s,20m),即流量為16.02m3/h,壓頭為 20m。2-7若題6改為兩個相同泵串聯(lián)操作，且 路特性不變。試求泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流 及壓頭。解將單臺泵的特性曲線的縱坐標(biāo)加 倍，橫坐標(biāo)保持不變，可求得兩臺泵串聯(lián) 的合成特性曲線。串聯(lián)時工作點(diǎn)B如習(xí)題 2-6、2-7、2-8圖解所示。工作點(diǎn)坐標(biāo)為(0.00615m3/s, 29.6m ),即流量為22.14m3/h,壓頭為 29.6m。習(xí)題2-6、2-7、2-8圖解2-8若題

42、6改為兩個相同泵并聯(lián)操作，且管路特性不變。試求泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流量及壓 頭。解 將單臺泵特性曲線的橫坐標(biāo)加倍，縱坐標(biāo)不變，便可求得兩泵并聯(lián)后的合成特性曲線。o o o O 5 4 3 2 reH 或 H10離心泵特性曲線-管路特性曲線、/ &并聯(lián)時泵特性C AB 口串聯(lián)時泵特性0.0050.010.0150.02Q 或Qe/m3?S1聯(lián)時工作點(diǎn) C如習(xí)題2-6、2-7、2-8圖解所示。工作點(diǎn)坐標(biāo)為(0.00556m3/s, 23.5m),即流量為20.02m3/h,壓頭為 23.5m。2-9熱水池中水溫為65 Co用離心泵以40m3/h的流量送至涼水塔頂，再經(jīng)噴頭噴出落入涼水 池中，

43、達(dá)到冷卻目的。已知水進(jìn)噴頭前需維持49x 103Pa (表壓)。噴頭入口處較熱水池水面高6m。吸入管路和排出管路的壓頭損失分別為1m和3m。管路中動壓頭可忽略不計。試選用合適的離心泵。并確定泵的安裝高度。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)按101.33 x 103Pa 計。解在熱水池水面（1-1截面）與噴頭入口處(2-2截面)處建立柏努利方程，以 1-1截面為基準(zhǔn)面,其中當(dāng)水溫為65c時,飽和蒸汽壓Pv=25540Pa,密度 p =980.5kg/m3。管路中動壓頭可忽He Z -p g2Hf2g349 10略所以6 0 4 15.09m 哨'見980.5 9.81據(jù)Qe=40m3/h, He=15.09m

44、查IS型泵系列特性曲線，習(xí)題2-10 附圖選 IS100-65-200 型泵。查教材附錄25泵規(guī)格，IS100-65-200型水泵必需氣蝕余量為3 m。泵的安裝高度應(yīng)比 3.38低0.5m1m左右。2-10將某減壓精微塔釜中的液體產(chǎn)品用離心泵輸送至高位槽，釜中真空度為6.67X 104Pa (其中液體處于沸騰狀態(tài)，即其飽和蒸汽壓等于釜中絕對壓強(qiáng))。泵位于地面上，吸入管總阻力為0.87m液柱。液體的密度為986kg/m3,已知該泵的必需汽蝕余量(NPSH) r =4.2m ,試問該泵的安裝位置是否適宜？如不適宜應(yīng)如何重新安排？解泵的安裝高度負(fù)號表示塔內(nèi)液面在泵的上方，為避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，液面應(yīng)

45、高于泵的入口截面，使液面差在6m以上?？山档捅玫陌惭b高度或提高塔內(nèi)液面高度。2-11 15c的空氣直接由大氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)而通過內(nèi)徑為800mm的水平管道送到爐底。爐底的表壓為10.8X103Pa?？諝廨斔土繛?0000m3/h (15C, 101.33x 103Pa),管長與管件、閥門的當(dāng)量長度之和為100m,管壁絕對粗糙度取0.3mm。欲用庫存一臺離心通風(fēng)機(jī)，其性能如下：轉(zhuǎn)速：1450r/min ;風(fēng)壓：12650Pa；風(fēng)量：21800 m3/h試核算此風(fēng)機(jī)是否合用。解 查空氣(15C, 101.33X 103Pa)的物性， 3 一5密度 1.226kg/m3,黏度 1.79 10 5 Pa s

46、空氣在管中的流速為在 u 旦 一20000 1196m3/s風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口間列柏努利方程d2 0.82 3600l 244=10.8 103+1.226 11.062/2+1.226 X-據(jù)Re,一查Moody圖可得 d0.0168將操作條件換成實(shí)驗(yàn)條件（T 20oCp=101.33kPa3 .1.2kg/m )所以該風(fēng)機(jī)可用。若生產(chǎn)能力為460 m3/h （標(biāo)準(zhǔn)狀況），總效率為0.7,氣體進(jìn)口溫度為-10C,試計算該級壓縮機(jī)2-12在多級往復(fù)式壓縮機(jī)中的某一級，將氨自1.47X 10 1.86 10Pa （表壓）壓縮到1.08MPa （表壓）。所需功率及氨出口時的溫度。設(shè)壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行的是絕熱過

47、程，氨的絕熱指數(shù)為1.29。解氨出口時的溫度(27310)1.29 11.08 °貴 374.3K0.147 0.1吸入容積Vc V'PVT'101.33460(273TP'273 (147 101.33)10)33180.83m3/h=0.05m3/s壓縮機(jī)所需功率第三章機(jī)械分離3-1計算直徑為50（im及3mm的水滴在30c常壓空氣中的自由沉降速度。3可知30c常壓空氣密度尸1.165 kg/m3,解假設(shè)水滴沉降處于斯托克斯（Stokes）區(qū)，查附錄黏度p=1.86 X10 5Pa s;查附錄4可知水滴密度pS=998.2 kg/m 101.165 8.7

48、355 1640500,2 101.86 103-2試求直徑30 dm的球形石英粒子在 20c水中與20c空氣中的沉降速度各為多少？已知石英密 度3伊二2600kg/m 3。 (取20C)。由 ut 史二189.81 (998.2 1.165) (5018 1.8610 5驗(yàn)算：Ret !_U1506_101.165 0.07351.86 100.22866、210 )0.073m/s假設(shè)成立，計算結(jié)果正確。驗(yàn)算：Ret d_Ui49405同理d= 3mm時,3101.165 262.93不符合Stokes區(qū)規(guī)律，由Ret 49405根據(jù)牛頓區(qū)沉降速度公式500,重新假設(shè)沉降處于牛頓定律區(qū),d

49、 s g ut1.74 s121.74 上998.2 1.165 9.811.1651 /28.73m/s驗(yàn)算：Ret d_UL 3，假設(shè)成立，計算結(jié)果正確。3-33-4解 查附錄4得20c水密度 4998.2 kg/m3,黏度 100.500 5Pa查附錄3得20c空氣密度 尸1.205 kg/m3,黏度 廳1.81洶0-5Pas；s。假設(shè)石英粒子沉降處于斯托克斯（Stokes）區(qū)，在20 c水中沉降速度為gd sUt 18驗(yàn)算：Ret d-Ui9.81 (30 10 6)2 (2600 998.2)18 100.5 10 50.00078m/s6_30 10998.2 0.00078510

50、0.50 10在20c空氣中沉降速度為6驗(yàn)算: Ret d Ut30 101.205 0.070451.81 10若石英砂粒在20 c的水和空氣中以同一速度沉降, 介質(zhì)中沉降顆粒的直徑比例是多少？已知石英密度0.0232假設(shè)成立，計算結(jié)果正確。0.14 2假設(shè)成立，計算結(jié)果正確。并假定沉降處于斯托克斯區(qū)，試問此兩種 作=2600kg/m3。解 查附錄 4 得 20c水密度 p=998.2 kg/m3,黏度 =100.50X10 5Pas； 查附錄3得20c空氣密度 尸1.205 kg/m3,黏度 月.81M 0-5Pa s。由斯托克斯區(qū)重力沉降速度公式ut gd2 s一1818 Ut沉降速度相

51、同，則5d2i10。5.2600-1.205. 949. 11.81 2600 998.2將含有球形染料微粒的水溶液于20c下靜置于量筒中1h,然后用吸液管在液面下5cm處吸取少量試樣。已知染料密度為3000kg/m3,問可能存在于試樣中的最大顆粒為多少解 假設(shè)球形染料微粒沉BI處于斯托克斯（Stokes）區(qū)，沉降速度為Utgd2 s18較大顆粒沉降速度快，沉降距離長。量筒靜置 dmax,對應(yīng)沉降速度為1h后，沉降距離為 5cm的最大顆粒直徑為t查附錄25 10251.39 10 m/s36004 得 20 c水密度 p =998.2 kg/m 3,黏度卜=100.50 X 10 5Pa s。

52、最大顆粒直徑 dmax18 Ut；g s_5_51.391018100.5109.813000 998.23.58m驗(yàn)算：Ret !_Ui 3刷 10 6 998.251.39 105100.50 104.94 10 5 2假設(shè)成立，計算結(jié)果正確。3-5氣流中懸浮密度4000kg/m3的球形微粒，需除掉的最小微粒直徑為10 pm,沉降處于斯托克斯.word版本可編輯.歡迎下載支持.10m,寬5m,共21層，每問：文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理 區(qū)。今用一多層隔板降塵室以分離此氣體懸浮物。已知降塵室長 層高100mm,氣體密度為 1.1 kg/m3,黏度為0.0218mPa s。 (1)為保證10dm微粒的沉降，可允許最大氣流速度為多少？(2)降塵室的最大生產(chǎn)能力(m3/h)為多少？(3)若取消室內(nèi)隔板，又保證 10 dm微粒的沉降，其最大生產(chǎn)能力為多少？解(1