化工基礎(chǔ)張近習(xí)題解答

1、化工基礎(chǔ)習(xí)題解答（第二版張近主編）第3章 流體流動(dòng)過程及流體輸送設(shè)備1、 某合成氨工藝以煤為原料的氣化法生產(chǎn)中，制得的半水煤氣組成為：H242%，N221.5%，CO27.8%，CH41.5%，CO27.1%，O20.1%（均為體積分?jǐn)?shù)），求表壓為88.2kPa，溫度為25時(shí)，混合氣體的密度。解：解法一：先求混合的摩爾質(zhì)量；算出在操作溫度和壓力下各純組分的密度，然后再按組分的摩爾分?jǐn)?shù)疊加。解法略。6、 套管換熱器的內(nèi)管為25mm2.5mm，外管為57mm3.5mm 的無縫鋼管。液體以5400kg/h 的流量流過環(huán)隙。液體的密度為1200kg/m3，粘度為210-3Pas。試判斷液體在環(huán)隙流動(dòng)時(shí)

2、的流動(dòng)形態(tài)。解：設(shè)大管內(nèi)徑為d1，小管外徑為d2 流體在環(huán)隙流動(dòng)當(dāng)量直徑為：de=d1-d27、 現(xiàn)要求將原油以一定流量，通過一條管道由油庫送往車間，并保證原油在管道中呈層流流動(dòng)，現(xiàn)分別提出如下措施：（1）管道長度縮短20%；（2）管徑放大20%；（3）提高原油溫度使原油粘度下降20%，而假設(shè)密度變化不大，可忽略不計(jì)。問上述措施分別可使由于管道沿程摩擦而損失的機(jī)械能比原設(shè)計(jì)降低百分之幾？8、 欲建一水塔向某工廠供水，如圖所示，從水塔到工廠的管長（包括局部阻力當(dāng)量長度）為500m，最大流量為0.02m3s-1。管出口處需保持10m 水柱的壓頭（表壓）。若摩擦系數(shù)=0.023，求：(a)當(dāng)管內(nèi)流速

3、為1.05 ms-1，所需管徑及塔高；(b)當(dāng)管內(nèi)流速為4 ms-1，所需管徑及塔高；(c)由(a)、(b)計(jì)算結(jié)果，分析滿足一定流量時(shí)，塔高與管徑的關(guān)系。解：如圖選取1，2 截面，計(jì)算基準(zhǔn)面為管出口水平面。壓力以表壓表示。在12 列柏努利方程，得：9、 用離心泵經(jīng)57mm3.5mm 的鋼管，將敞口貯罐內(nèi)的有機(jī)溶劑（粘度為2010-3）Pas，密度為800 kgm-3），輸送到反應(yīng)器中，設(shè)貯罐內(nèi)液面離反應(yīng)器內(nèi)液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長度（包括局部阻力當(dāng)量長度）為25m，反應(yīng)器內(nèi)壓力恒定為4kgfm-2（表壓），有機(jī)溶液輸送量為6.6m3h-1，試確定泵提供的壓頭。解：如圖選取截面

4、1，2 計(jì)算基準(zhǔn)面為敞口貯罐液面，壓力以表壓表示。在12 列柏努利方程，得：10、 用泵將密度為850kgm-1 的某液體從低位槽打到高位槽。低位槽據(jù)地面高2m，管子出口距地面高20m，管路阻力損失為30Jkg-1，泵入口流速為0.915ms-1 ，入口管徑為89mm6mm，出口管徑為60mm4mm，求泵的有效功率。解：如圖選取低位槽液面為1-1 面，高位槽為2-2 面，地面為計(jì)算基準(zhǔn)面，在12 列柏努利方程，得：11、 如圖所示，槽內(nèi)水位維持不變，槽底部與內(nèi)徑為100mm 的鋼管聯(lián)結(jié)，管路上裝有一個(gè)閘閥，閥前離管路入口端15m，B 處裝有一個(gè)指示劑為汞的U 型管壓差計(jì)，測壓點(diǎn)與管路出口端之間距離為20m。(1)當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)讀數(shù)R=600mm，h=1500mm。閥門部分開啟時(shí)，測得R=400mm，h=1400mm，管路的摩擦系數(shù)取=0.02，入口處局部阻力系數(shù)取=0.5，問管內(nèi)流量為多少m3/h？(2)閥門全開時(shí)（取閘閥全開le/d=15，=0.018），問壓差計(jì)測壓點(diǎn)B 處的靜壓強(qiáng)為多少kPa（表壓）？解：(1) a、首先根據(jù)當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)R，h 求水槽