化工原理全冊課后習(xí)題答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化工原理全冊課后習(xí)題答案第一章流體滾動與輸送

2、將以下壓力單位換算為KPa，且各用表壓和絕對壓表示。

（1）0.4kgf/cm解：∵1kgf=9.81N

0.4?9.812?10?3?39.24kPa∴0.4kgf/cm??410?P?39.24kPa

P表?P?P大?39.24?101.3??62.06kPa（2）50mmH2O50?10?3?101.3解：P??0.49kPa10.33?P表?P?P大?0.49?101.3??100.81kPa（3）250mmHg(表壓)250?101.3?33.3kPa760P?P表?P大?33.3?101.3?134.6kPaP表?（4）600mmHg（真空度）600?101.3?80.0kPa760?P?P大?P真?101.3?80.0?21.3kPaP真?（5）300mmH2O(真空度)300?10?3P真??101.3?2.9kPa10.33P?P大?P真?101.3?2.9?98.4kPa

4、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí)，問位于水面下20m深處的絕對壓是多少Pa和atm?

解：由題意可得：

750mmHg?1.0?105Pa

P?P0?h?g?1.0?105?20?1.0?103?9.8?2.96?105Pa又?1atm?1.013?105Pa?P?2.96?10/1.013?10?2.92atm

6、管子的內(nèi)經(jīng)是100mm，當(dāng)277K的流速是2m/s時(shí)，求體積流量V時(shí)和質(zhì)量流量G時(shí)。

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解：由題意可得：

u?2m/s?7200m/hd?100mm?0.1m?V時(shí)?u?s?u?3.14?0.01?56.5m3/h44G時(shí)???V時(shí)?56.5?1.0?103?5.65?104Kg/h?d2?7200?

8、相對密度為0.91的椰子油沿內(nèi)徑是156mm的鋼管輸送，假使質(zhì)量流量是50t/h，求體積流量和流速。

解：由題意可得：

50t/h?50?103/3600?13.89Kg/s??dT??水?0.91?1.0?103?910(Kg/m3)?V?G/??13.89/910?0.015m3/su?V/s?0.015/

10、相對密度為0.9的料液從高位槽自動流入精餾塔中，塔內(nèi)表壓為4×10Pa,為了保持管內(nèi)流速為2m/s。試求高位槽內(nèi)液面距塔進(jìn)口的垂直距離。（已知損失能量為24.5J/㎏，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?0×10Pa）

解：由題意可得：

取高位槽液面為截面1-1，精餾塔液面為截面2-2，取截面2-2為基準(zhǔn)面，在兩截面之間列出能量衡算方程

?4(0.156)2?0.79m/s2u12P1u2Pgz1???gz2??2?h損2?2?已知z1??，z2?0，u2?2m/s，u1?0，P1?P大?1.0?105Pa，P2?P表?P大?4?104?105?1.4?105??0.9?103kg/m3，h損?24.5J/kg將上述數(shù)據(jù)代入，得02105221.4?1059.81z1???9.81?0???24.53320.9?1020.9?10解之得：z1?7.23m

12、濃度為60%的糖液（黏度60cp、密度為1280Kg/m）,從加壓容器經(jīng)內(nèi)徑6mm的短管出。問當(dāng)液面高于流出口1.8m時(shí)，糖液流出的體積流量為多少？假定無摩擦損失，液面上的壓力為0.715kgf壓），出口為1atm(一個(gè)大氣壓)。

3/cm2（表

解：取加壓容器口為截面1-1，高位槽液面為截面2-2.取截面1-1為基準(zhǔn)面，在兩截面之間列出能量衡算方程

2u12P1u2Pgz1???gz2??2?E損2?2?已知z1?0，z2?1.8m，u2?0，u1??，P1?1.013?105Pa，P2?P表?P大?1.013?105?1.4?105?9.8??1280kg/m3，將上述數(shù)據(jù)代入，得u11.013?105021.713?1059.81z1???9.81?1.8??2128021280解之得：u1?12.03m/s?V時(shí)?u1?

14、已知水的流量是每秒15L，溫度為277K，在?104mm?2mm鋼管內(nèi)滾動，試確定水的滾動形態(tài)。解：從本書附錄中查得水在277K時(shí)

2?4d2?12.03?3.14?(0.006)2?3600?1.22m3/h44du?0.1?1.91?1.0?103則Re???121858?1.5674?10?3Re?4000,水在管中的滾動態(tài)為湍流。

u?V/s?15?10/??1.0?103kg/m3,??1.5674cp,d?104?2?2?100mm?0.1m?3?2?(0.1)?1.91m/s

16、從水塔引水至車間，采用10.16cm水管，其管路的計(jì)算總長度（包括直管和管件閥門的當(dāng)量長度）為150m，設(shè)水塔內(nèi)水面維持恒定，且高于排水管口12m，水溫為12℃，試求此管路中水的流量。解：設(shè)水塔截面H，排水管口截面2-2，并以截面2-2為基準(zhǔn)面，列出兩截面間伯努利方程

2P1u12P2u2z1???H?z2???h損?g2g?g2g已知z2?0,z1?12m,P1?0(表壓)，P2?0(表壓)，u1?0,u2?0,H?0(無泵)

查得水在12℃時(shí)，??999.7kg/m3

u1?1.2363?10?3(Pa?s)，代入伯努利方程得h損?12設(shè)管內(nèi)流速為uluh損?（?）2?12d2g??u2?0.16(1)假設(shè)??0.02得0.02u2?0.16?u?2.8m/s校核假設(shè)是否正確，當(dāng)u?2.8m/s時(shí)，管內(nèi)的Re為：Re?du?0.1016?2.8?999.7?2.3?105?31.2326?10??根據(jù)此Re值，查??Re曲線，得??0.0158此?與假設(shè)??0.02不符，需重新假設(shè)（2）再假設(shè)??0.015得0.015u2?0.16,?u?3.3m/s0.1016?3.3?999.75?2.7?101.2363?10?5查得??0.015與假設(shè)值相等算得Re?因此u?3.3m/s則該系統(tǒng)每小時(shí)水的流量為V時(shí)?

18、某車間排出的冷卻水溫度為65℃，以40m3

?4d2u?3600?3.14?(0.1016)2?3.3?3600?96.3m3/h4/h德流量注入一貯水池中，同時(shí)用一有水泵連續(xù)地將此冷

卻水送到一涼水池上方的噴頭中。冷卻水從噴頭噴出，然后落到?jīng)鏊刂校赃_(dá)到冷卻的目的。已知水在進(jìn)入噴頭前要保持50kPa（表壓）的壓力，噴頭入口比貯水池水面高2m，吸入管路和壓出管路的損失壓頭分別為0.5m和1m，試計(jì)算以下各項(xiàng)：

（1）選擇一臺適合的離心泵，并計(jì)算泵的軸功率。

（2）確定泵的安裝高度（以本地區(qū)大氣壓計(jì)，管內(nèi)動壓頭可忽略不計(jì)）解：已知z23?z1?2m，P2?P?50?10Pa，u2?u1?0，h損?1?0.5?1.5m1查得65℃水的??983.2kg/m3，P?25.01kPa

對該系統(tǒng)列伯努利方程，得

2P2?P1u2?u1250?103H?(z2?z1)???h損?2??1.5?8.7m

?g2g983.2?9.81在泵附錄中查得Is100?65?200符合要求，其主要性能如下：

3流量………………60m/h軸功率………………2.61kW揚(yáng)

程………………11.8m

轉(zhuǎn)速………………1450r/min效率…74%汽蝕余量………………2.5m軸功率：N?2.61?983.2?2.57kW1000

z允許P3Pv101?103?25.01?103????h允許?h損??2.5?1.5?3.9m?g?g983.2?9.81

其次章流體與粒子間的相對運(yùn)動過程

1、計(jì)算直徑d為80?m，密度?s解：（1）在20℃水中：?水?2800kg/m3的固體顆粒，分別在20℃空氣和水中的自由沉降速度。

?0.001Pa?s，?水?1000kg/m3

設(shè)沉降在層流區(qū)進(jìn)行，由斯托克斯定律得：

d2(?s??)g(80?10?6)2?(2800?1000)?9.81u0???6.28?10?3m/s

18?18?0.001核算：

Re0?du0??80?10?6?6.28?10?3?1000??0.502?10.001

所以假設(shè)成立，u0?6.28?10?3m/s（2）在20℃空氣中的黏度為1.73?10?5Pa?s，??1.293kg/m3，