柴诚敬化工原理答案(第二版)

化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编
绪论
从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为 水的黏度尸0.00856 g/(cm s) 密度 P138.6 kgf ?;2/m 4
某物质的比热容 C p =0.24 BTU/(lb T)
传质系数 K G =34.2 kmol/(m 2
?i?3tm) 表面张力 CF 74 dy n/cm
导热系数 入=1 kcal/(m 岔？C)
解： (1)
1 kg=1000 g , 1 m=100 cm
4 I 4
10 kg/ m s 8.56 10 Pa s
基本物理量的换算关系为 1 atm=101.33 kPa
(5)表面张力
基本物理量的换算关系为
1 dyn=1 W -
N 1 m=100 cm
基本物理量的换算关系为
103
：J, 1 h=3600 s
密度基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N , 1 N=1 kg ?n/s 2
"cc kgf s 2 9.81N 1kg m s 2
138.6 亠」一 ------- y 1kgf 1N
1350 kg/m 3
从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ , 1o F 5
o
C
9
I b=0.4536
kg C p 0.24 BTU
1.055kJ _11b 1BTU 0.4536kg
5 9 C
1 F 1.005 kJ kg C
K G 34.2
1h kmol
2
m h atm 3600s
1atm
101.33kPa 9.378 10 5 kmol/ m 2
s kPa
SI 单位。

本题为物理量的单位换算。

水的黏度基本物理量的换算关系为 0.00856丄匹吗
cm s 1000g 1m
8.56 (4)传质系数
1 h=3600
74也
cm
迪 7.4 10 2N/m 1dy n
」 1m
(6)导热系数 1 kcal=4.1868
1 心"4.1868 10J
亠 1.163J m s C 1.163W/m C
m 2
h C 1kcal 3600s ‘ Ikcal 2.乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 H E
3.9A2.78 10 4G B 12.01D C 0.3048Z 0 13
L
式中 H E —等板高度，ft; G —气相质量速度，lb/(ft 2
?i)； D —塔径，ft ； Zo —每段(即两层液体分布板之间)填料层高度， a-相对挥发度，量纲为一； 丄一液相黏度，cP; P —液相密度，lb/ft 3
A 、
B 、
C 为常数，对25 mm 的拉西环，其数值分别为 试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为 SI 单位。

解：上面经验公式是混合单位制度， 液体黏度为物理单位制， 而其余诸物理量均为英制。

经验公式单位换算的基本要点是： 找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系， 导出物理 量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。

具体换算过程如下： (1 )从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为 1ft 0.3049m ft ； 0.57、-0.1 及 1.24。

11b/ft 2 h 1.356 10 3 kg/ m 2
s (见1)
a 量纲为一，不必换算 1cp 1
10 3
Pa s
lb
lb 1kg ft 3
2.2046lb
3.2803ft 1m
3
=16.01 kg/m 2
(2)将原符号加上“‘”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。

下面 H E 为例：
H E ft H E m
_ _ m _ _ m 3.2803f
t 则 H E
H E — H E
ft ft m
同理 G G/ 1.356 10 3
737.5G
D 3.2803D
乙 3.2803Z o
L
L /1 10 3
以 3.2803H E
L L /
16.01 0.06246 L
L
(3)将以上关系式代原经验公式，得
3.2803H E 3.9 0.57 2.78 10 4
-0.1 1.24
737.5G
12.01 3.2803D
整理上式并略去符号的上标，便得到换算后的经验公式，即
H E 1.084 10 4
A 0.205G 心 39.4D 1.24
Z 。

13
—
L
1;3
0.3048 3.28O3Z o 1
1000 L 0.0624 L
解：由流体静力学方程，距罐底 1000 mm 处的流体压力为
第一章流体流动
流体的重要性质
1.某气柜的容积为 6 000 m 3
，若气柜内的表压力为
5.5 kPa,温度为40 C 。

已知各组
分气体的体积分数为： H 2 40%、 N 2 20%、CO32%、CO 7%、CH 1%，大气压力为 101.3 kPa, 试计算气柜满载时各组分的质量。

解：气柜满载时各气体的总摩尔数
各
组分的质
量
:
m H 2 40% n t M H 2 40% 246245.4 2 kg 197kg m N 2 20% n t M N 2 20% 246245.4 28kg 1378.97 kg m cO
32% n t M CO 32% 246245.4 28kg
2206.36 kg
m CO 2
7%n t M
CO 2 7%
246245.4 44 kg 758.44kg
m cH 4
1%n t
M CH 4 1% 246245.4
16kg 39.4kg
2.若将密度为830 kg/ m 3
的油与密度为710 kg/ m 3
的油各60 kg 混在一起，试求混合油 的密度。

设混
合
油
为
理
想
溶
液。

流体静力学
3.已知甲地区的平均大气压力为 地区的某真空设备上装有一个真空表， 为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同?
解：（1）设备内绝对压力
85.3 103 20 103
Pa 65.3kPa
（2）真空表读数
101.33 103 65.3 103
Pa 36.03kPa
960 kg/m 3
的重油（如附图所示），油面最高时离罐底 9.5 m , 油面
上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的孔，其中心距罐底
1000 mm,
孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为
39.5X 106
Pa,问至少需要几个螺
钉（大气压力为 101.3X 103
Pa ）?
n
PV nt —
101.3
5.
5 1000.0
6000
moi 246245.4mol
8.314 313 解:
m t
m 1 m 2
60 60 kg 120kg V t V i V 2
m 1
m 2
卷 700 m 3
0.157m 3
m t V t
迴 kg/m 3 0.157 '
3
764.33kg/m
85.3 kPa,乙地区的平均大气压力为 101.33 kPa,在甲 其读数为20 kPa 。

若改在乙地区操作，真空表的读数 绝压=大气压-真空度= 真空度=大气压-绝压=
4.某储油罐中盛有密度为
P P gh 101.3 103
960 9.81 （9.5
作用在孔盖上的总力为
1.0） Pa 1.813 103
Pa （绝压）
F （P P a ）A=
（1.813 103-101.3 103
）- 4
0.762N=3.627 10° N
每个螺钉所受力为 因此
F i 39.5 10
n
2 3
0.014 N 6.093 10 N
3.627 10" 6.093 103
N 5.95 6（个）
习题4附图
5.如本题附图所示，流化床反应器上装有两个 R 2=80 mm ，指示液为水银。

管内灌入一段水，其高度
解：(1) A 点的压力
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的
R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

U 管压差计。

读数分别为 R 1=500 mm ,
U 管与大气连通的玻璃
P A
水gR
3
汞
gR 2 1000 9.81 0.1 13600 9.81
0.08 Pa 1.165 104
Pa （表）
(2)B 点的压力
P B
P A
汞
gR
1.165 104
13600 9.81 0.5 Pa 7.836 1 04
Pa （表）
6.如本题附图所示，水在管道内流动。

为测量流体压力， 在管道某截面处连接 U 管压差计，指示液为水银，读数 R=100 mm, h=800 mm 。

为防止水银扩散至空气中， 在水银面上方充入
少量水，其高度可以忽略不计。

已知当地大气压力为
101.3 kPa,
试求管路中心处流体的压力。

解：设管路中心处流体的压力为 P
根据流体静力学基本方程式， P A P A
习题6附图
则P+水gh+汞gR P a
9.在实验室中， 10 kg/min 。

试分别用
用SI 和厘米克秒单位计算该流动的雷诺数，并指出流动型态。

解：（1 ）用SI 单位计算
（2 ）用物理单位计算
10.有一装满水的储槽，直径 1.2 m ，高3 m 。

现由槽底部的小孔向外排水。

小孔的直 径为4 cm,测得水流过小孔的平均流速
u 0与槽内水面高度z 的关系为：
u o 0.62 J 2zg
试求算（1）放出1 m 3
水所需的时间（设水的密度为 1000 kg/m 3
）; （ 2）又若槽中装
满
P P a 水 gh 汞 gR 101.3 103
1000 9.8 0.8 13600 9.8 0.1 Pa 80.132kPa
7 .某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过 13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管 （又称水封） 装置，如本题附图所示。

液封的作用是，当炉内压力 超过规定值时，气体便从液封管排出。

试求此炉的安 全液封管应插入槽内水面下的深度
ho
解:水 gh 13.3
h 13.3/ 水 g 13.3 1000/ 1000 9.8 m
流体流动概述
8.密度为1800 kg/m 3
的某液体经一内径为 60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为
0.8 m/s ，求该液体的体积流量（m 3/h ）、质量流量（kg/s ）和质量通量［kg/（m 2
• 0.8
3.14
0.062 3600m 3
/s 8.14m7h s)] o
解: V h
uA u n d 2
4 W s
uA
u n d 2
4
4
0.8空
0.062
1 000kg/s 2.26kg 「s 0.8 1000kg/m 2
800 kg / m 2
s
用内径为 1.5 cm 的玻璃管路输送20 C 的70%醋酸。

已知质量流量为 查附录70%醋酸在
20 C 时,
1069 kg /m 3
2.50 10 3
Pa s
U b Re
1.5cm 10/60 du b
0.015m n 4 0.0152
0.015 0.882
1069 m /s 0.882 m /s 1069 2.5 10 3
5657
故为湍流。

1069 g /cm 3
， 0.025 g / cm s d 1.5cm , u b 88.2c m/s
Re 虬 1.5
88.2 1.069/0.025 5657
a
煤油，其它条件不变，放出 1m 3
煤油所需时间有何变化（设煤油密度为
800 kg/m 3
）?
解：放出1m 3
水后液面高度降至Z 1,则
1 ______ _______ _ ..
Z 1 Z 0 ----------------- 2
3 0.8846 m 2.115m 0.785 1.2 由质量守恒，得 w 2 W i dM 0, W 1 0 d （无水补充） W 2
U o A o 0.62 A o 丽
（A,为小孔截面积） 故有 0.62 dz 上式积分得 AZ （A 为储槽截面积）
A o 丽 A 字0 d
0.62 生 d
A
12 0.62727 'AC /Z O
z ?2
） 0.62^2 9.81 0.04
2
3?2 21151'2
S 126.4s 2.1min 12 11.如本题附图所示， 流出，管路出口高于地面 为水在管内的平均流速（ 水的流量（m 3/h ）。

解：（1） A- A'截面处水的平均流速 在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程 1 2 gz 1 -U b1
2 高位槽内的水位高于地面7 m ，水从0 108 mm X 4 mm 的管道中 1.5 m 。

已知水流经系统的能量损失可按刀 h f =5.5u 2
计算，其中u m/s ）。

设流动为稳态，试计算（1） A-A'截面处水的平均流速；（2） 吐gz 2丄u b2邑 2
h f
，得 （1） 式中 代入式 Z 1=7 m , U b1 〜0, p 1=0 z 2=1.5 m , p 2=0 （表压）
（1）得 （表压） 2 ，U b2 =5.5 u 9.81 7 9.81 1.5 2u b2
2 5.5u 22 U b 3.0 m/s （2 ）水的流量（以 V s U b2 A 3.0
m 3
/h 计） 3.14 4
0.018 2 0.004 2
0.02355m 3
/s 84.78m7h
12. 20 C 的水以2.5 m/s 的平均流速流经 0 38 mm x 2.5 mm 的水平管，此管以锥形管 与另一 0 53 mm x 3 mm 的水平管相连。

如本题附图所示，在锥形管两侧 A 、B 处各插入一
垂直玻璃管以观察两截面的压力。

若水流经
A 、
B 两截面间的能量损失为 1.5 J/kg ，求两玻
璃管的水面差（以 mm 计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。

解：在A 、B 两截面之间列机械能衡算方程
1 2 P 1 gz 1
2山 1 —
刀 h f =1.5 J/kg
习题11附图
式中
Z l = Z 2=0 , U b1
3.0m/s
U b2 U b1
U b1
d 1
d 2
cu 0.038 0.0025 2 2.5
0.053 0.003 2
2
mjs 1.232 m /s
ju b2
2
2
U b2 U b1
2
h f
1 23O 2
2 52
--- - .— 1.5 J kg 0.866jkg
一巴 0.866/9.81m
g '
13.如本题附图所示，用泵
馏塔3的中部进行分离。

已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为 1.0133 105
Pa 。

流体密度为800 kg/m 3。

精馏塔进口处的塔内压力 为1.21 105
Pa,进料口高于储罐内的液面
8 m ，输送管道直径为
68 mm 4 mm ，进料量为20 m 3
/h 。

料液流经全部管道的能量损失 为70 J/kg ，求泵的有效功率。

解：在截面A-A 和截面B-B 之间列柏努利方程式，
2
—gZ 1 W e — 2
1.0133 105
Pa; p 2 0.0883m 88.3mm
2将储罐1中的有机混合液送至精
P i P 1 2
y
gZ
2
1.21 105
Pa;
h f
8.0m;
U 1 0；
U 2
W e
P 2
h f 70jkg V __________ 2Q/3600 n d
2 314
0.068 2 0.004
4
4
2 2
P 1 U 2 U 1
r
h ——2— g Z 乙 h
-m /s
2
1.966m/s
0.692扁（蠹誓 5645 半 d
V h
5645 21 21'2
s 4676s 1.3h 动量传递现象与管内流动阻力
15.某不可压缩流体在矩形截面的管道中作一维定态层流流动。

设管道宽度为 2y 0，且b>>y 0，流道长度为L,两端压力降为 p ,试根据力的衡算导出（1）剪应力T 随高
W e
1.21 1.0133 10 1.9
更 9.8 8.0 70 Jkg
2 ■
800
2.46 N e w s W e 1.93 78.4 70 J kg 175J/kg
20/3600 800 173W
768.9W 14.本题附图所示的贮槽内径
D=2 m,槽底与内径 （以管子中心线为基准） 为液体在管内的平均流速 下降1 m 时所需的时间。

由质量衡算方程,
W 2 dM
d
解: W i
(1)
W i
0, W 2
将式 dM
d (2), ( 3) n
d 0u b 4
或写成
式（4） d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其初始液面高度 h 1为2 m
液体在管内流动时的全部能量损失可按刀 h f =20 U 2
计算，式中的U
（m/s ）o 试求当槽内液面
7t …」2
—d o U b dh
d J 2
-D 4
代入式(1 )得
dh —— 0 d
-D 2
4
D,2 dh U
b
（『丁
在贮槽液面与管出口截面之间列机械能衡算方程 gz i
gh U b
与式 d o
2 U b1 2
2
Ui
T
P i h f
gz 2
2
U b T
习题14附图
(4)
20.5 9.81
2
U b
0.692亦
（5）联立，得
2
U b2 P 2
2
20u 2
h f
20.5u 2
i.c.
0=0, h=h i =2 m ; 9= 0, h=1m
积分得
b,高度
度y （自中心至任意一点的距离）变化的关系式；
（2 均流速与最大流速的关系。

解：（1）由于b>>y 0 ,可近似认为两板无限宽，故有 1
航（P 2yb ） （2）将牛顿黏性定律代入（ du dy du
通道截面上的速度分布方程;
(3)平
dy L p
y 上式积分得 边界条件为 y=0， 因此 故有 再将式（ T^y
1)得 (1)
u=0，代入式（2）中，得 C=- C P / 2 2
2T (y
y 0
)
U max y=y o , U= U max p 2 2
L y 0
3）写成 u U max
（f ）2 根据U b 的定义，得 1 I 1
u b — udA —
A A A
A U max 1
(工)2 dA -U max
y o 3
P 2
2T y0
1）与主体流速u 其中r i 为管内半径；（2）剪应力沿径向为直线分布， 16.不可压缩流体在水平圆管中作一维定态轴向层流流动，试证明（ 相应的速度点出现在离管壁 0.293r i 处， 且在管中心为零。

解：(1)
U U max
1 F
2U b e)2
(1) 当U=U b 时，由式（1）得 （:）2 1 1 解得 r 0.707r i 由管壁面算起的距离为 y
r
i
r 0.707r i 0.293r i
屯对式(1)求导得
dr du 2U max dr
r i 2
2 U max r 4 U b r
2 「 2~「 r r
在管中心处，r=0，故T =0o
17 .流体在圆管内作定态湍流时的速度分布可用如下的经验式表达
U U
max
试计算管内平均流速与最大流速之比
U /U max o
解：u
R
0 u z
2n
d r
Ju max X n dr
r
R J 看 0 "z nR 2 18.某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。

减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍? 解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时 式中 因此 又由于 y 贝打 R(1 R 0 U z 2 ndr
P f = h f h f = P f / y)
0y '7u max
2nR2(1 y)dy 2U max 0( y 17 y -7
)dy 0.817U max 若管长及液体物性不变，将管径 2
U b
J (丄)(知半)2
1 d
2 U b1
h f1
d
1
=2，
d 2
U L =(鱼)2 =4
U b1
d
2
竺=(丄)(2)(4) h f1
1
0.316
…0.25
Re
=32丄
1
7=（話宀（
d 1U b1 \0.25
1、025
0 25
---- )=(2X-)0.25
= ( 0.5) 0.25
=0.841
d 2U b2
4
^=32 X 0.84=26.9
h f1
于是 W e 192.0 25.74 J /kg 217.7 J /kg
19.用泵将2X 104
kg/h 的溶液自反应器送至高位槽 （见本题附图）。

反应器液面上方保持 25.9 X 103
Pa 的真 空度，高位槽液面上方为大气压。

管道为 76 mm X 4 mm 的钢管，总长为35 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个 孔板流量计（局部阻力系数为
4）、五个标准弯头。

反应 器内液面与管路出口的距离为
17 mo 若泵的效率为0.7,
求泵的轴功率。

（已知溶液的密度为 1073 kg/m 3
，黏度为 6.3 10-4
Pa so 管壁绝对粗糙度可取为
解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面 2-2,间 列机械能衡算方程，以截面 2
— 匹B W 2 e
gz i
1-1，为基准水平面，得 2 U b2
习题19附图
式中 Z 1=0, z 2=17 m , u b1~ 0
2 104
2 ----------- ms
_d
2 3600 0.785 0.0682
1073 ' 才 P 1=-25.9X 103
Pa （表）,P 2=0 （表） 将以上数据代入式（1）,并整理得 2 / 、 U b2 P 2 Pl W e g （z 2 乙） ----- ------- 2
2 =9.81 X 17+ 1
^ + 25.9
2 其中 U b2 h f
1073 103
—+ h f =192.0+ 1.43 m /s
h f
h f =（ L L e
+ --------- +
2 U b2 2
0.
068 1-43 1073
=1.656 X 105
0.63 103
e /d 0.0044
根据Re 与e/d 值，查得y=0.03，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为 闸阀（全开）： 标准弯头：
0.43 X 2 m =0.86
m 2.2 X 5 m =11 m
h f =（0.03 X
2 35 0.86 11 c u 八 1.4
3 /
“ “ ,z, ----------- +0.5+4） ---- Jkg =25.74J/kg 0.068 2
泵的轴功率为
N s =W e w/
217.
7 2 104
W=1.73kW
3600 0.7
流体输送管路的计算
ar
0.3 mm o ）
£
20.如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。

槽的 底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连，管
路上装有一 个闸阀，距管路入口端 15 m 处安有以水银为指示液的 U
管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。

压差计 连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长 度为20 m 。

（1）当闸阀关闭时，测得 R=600 mm 、h=1500 mm ; 当闸阀部分开启时，测得 R =400 mm 、h=1400 mm 。

摩擦 系数 可取为0.025,管路入口处的局部阻力系数取为 0.5。

问每小时从管中流出多少水（ m 3
）? （2）当闸阀全开时，U 管压差计测压处的压力为多少 15,摩擦系数仍可取 0.025。

）
解：（1）闸阀部分开启时水的流量 在贮槽水面1-1,与测压点处截面2-2，间列机械能衡算方程，并通过截面 2-2,的中心作 基准水平面，得 2 “ U b1 Pl g
乙 ~2 --- I5rn 一一 习题20附图
Pa （表压）。

（闸阀全开时 L e /d~
gz 2 2
U b2 ~2 p
2 h f,1_2 (a) 式中 P 1=0(表) P 2 Hg gR H 2O gR
13600 9.81 0.4 1000 9.81 1.4 Pa 39630Pa (表) U b2=0, z 2=0 Z 1可通过闸阀全关时的数据求取。

当闸阀全关时, 程知 水静止不动，根据流体静力学基本方 H 2O g(z 1 h) Hg gR (b) 式中 h=1.5 m, R=0.6 m
将已知数据代入式（b ）得 13600 0.6
1.5 m
1000 6.66m I 2 hf!2 ( — c )U^ 2.13u b d 2 将以上各值代入式(a),即 u
2 39630 9.81 X 6.66= u
^+——- 2 1000 解得 u b 3.13m /s (0.025 西 0.1 +2.13 u b 2
2 gy 2.13u
b 2 水的流量为 V s 3600n d 2U b 3600 0.785 0.12 3.13 m 3/s 1.43m 3/s 4
（2）闸阀全开时测压点处的压力 在截面 得 1-1，与管路出口内侧截面 3-3,间列机械能衡算方程，并通过管中心线作基准平面, 2
U b1 Pi 2
gz 3 式中 Z 1=6.66 m ，z 3=0， U b1=0， p 1= p 3
e/d 0.05 10 70.0904 0.000553
h （
L L e
h f,1 3
（
—-—
d 将以上数据代入式（c ）,即 2
9.81 x 6.66= —4.81 2 2 2
）分 0.
025（
-
15） 0.
5
毎 4.
8
低
U b 2
解得 u b 3.13m/s 再在截面 gZ i 1-1，与2-2，间列机械能衡算方程，基平面同前，得 2
U
b1 P1
2
2 gz
U b2 gz 2 —
2 比 h f,1 —2
式中 Z 1=6.66 m , Z 2=0 , U b1 0, u b2=3.51 m/s , p 1=0 （表压力） h f,1 2 0.025罟
0.5 3 512
—^J/kg 26.2J/kg 将以上数值代入上式, 则 3.512
P 2
26.2 9.81 6.66 2 1000 解得 p 2=3.30 x 104 Pa （表压）
21. 10 C 的水以500 l/min 的流量流经一长为 300 m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为 0.05 mm 。

有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。

解：由于是直径均一的水平圆管，故机械能衡算方程简化为 P 1 P 2 . ----- h f 上式两端同除以加速度 g,得 p
1 p
2 -
h f /g=6 m （题给）
h f = L U b
2 -=6 x 9.81 J/kg =58.56 J/kg 2 （a ） 500 10 3
2 -------- 0.01062d 2 60 n d 2
4 将U b 代入式（a ）,并简化得 d
5 2.874 10 4
（b ） 入与Re 及e/d 有关，采用试差法，设 Q0.021代入式（b ）,求出d=0.0904m 。

下面验算所设的入值是否正确： U b V s
n d 2
u b 0.010620.09042
m/s 1.3m/s
10 c 水物性由附录查得
p1000 kg/m 3
,尸130.77 x 10-5
Pa s
Re dUb / 0.0904 1.3 10000 130.77 10 5
8.99 104
故假设正确, U 2 2.57 m /s 由 e/d 及 Re,查得 y=0.021 故
d 0.0904m 90.4mm
22.如本题附图所示，自水塔将水送至车间，输送
294
取管壁的绝对粗糙度为0.2 mm, 则管壁的相对粗糙度为 e
竺
d 106
查图1-22，得
0.024 代入式（1）得, u 2 2.57m/s
管路的输水量
管路用114mm 4mm 的钢管，管路总长为190 m （包括 管件与阀门的当量长度 内水面维持恒定， 试求管路的输水量 解：在截面1 得 但不包括进、出口损失）。

水塔 并高于出水口 15 m 。

设水温为12 C, （m 3/h ）。

1和截面2 2之间列柏努利方程式， 习题22附图
P i 2 U 1
"2 2 U 2 "2 h f
P 1
1.0133 105
Pa ；
P 2
1.0133 105
Pa;
Z 2 15.0m ； U 1 0 2
U 2 y
g Z 1 Z
2
h f 9.8 15
l e
0.5
u ；
T
U 2
( 294
J 1792.45~15
(1)
采用试差法, 假设 U 2 2.57 ms 贝 y Re=-dU
0.106 2.57 999.8
124.23 10 5
"—
2.19 105
2
U 2
0.0019
V U2A 2.57 空 0.114
4
0.00423600 m7h 81.61m^h
故假设正确, U2 2.57 m/s
h
f,BC h
f,BD
23.本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离均为11 O AB管段内径为38 m、长为58 m; BC支管的内径为 32 mm、长为12.5 m； BD 支管的内径为26 mm、长为14 m，各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。

AB与BC管段的摩
擦系数均可取为0.03。

试计算（1）当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量为多少（m3/h）；（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量各为多少
（m3/h）?（ BD支管的管壁绝对粗糙度，可取为0.15 mm，水的密度为1000 kg/m3,黏度为0.001Pas。

）
解：（1）当BD支管的阀门关闭时，在高位槽水面为基准平面得
gZ i
2 U b1 "2
式中Z1 =
11
2
U bC
将式将式
h f
h
f,BC
习题23附图
BC支管的最大排水量
1-1,与BC支管出口内侧截面 C-C,间列机械能衡算方程，并以截面
也gz C
2
U bC P c
~2 —
h f
C-C，
Z C=O , U b1~ 0 , p 1 =
p c
h f=9.81 X 11=107.9J/kg
h,AB h f ,BC
(L L e
d
58
(O.O3 ----
0.038
2
)
U
b,AB
2
U bAB 2315U2
23
.
15U
b,AB
0.5
)
(a)
2
12.5
U
b,BC
(O.。

3
睫)
/d BC \2
U b,AB ( 丿U b,BC
d AB
(e)代入式(b)得
h f,AB 23.15
（f）、（d）代入式
（
2
0.5U b,BC
b),得
h f 11.58j b, BC
2
5.
86u
b,BC
2
U b,AB
(32)U b,BC O.SU bBC
11.58u b,BC
2
5.86U b,BC
2
17.44U b,B
C
U bC=u b,BC，并以刀h f值代入式（a）,解得
u b,Bc=2.45 m/s
n
V BC=3600 X — X 0.0322X 2.45 m3/h=7.10 m3/h
4
（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量根据分支管路流动规律，有
2 2
“ U bC P C 2 U b'D P D A
gZ C h f,BC gZ D h f,BD
两支管出口均在同一水平面上，下游截面列于两支管出口外侧，于是上式可简化为(f )
（b ）
分支管路的主管与支管的流量关系为
V AB =V BC +V BD
2 2 2 d AB U
b,AB
d Bc U b,BC d BD U b,BD
O.
038 U
b,AB
O.
032 U
b,BC O.
026 U
b,BD
上式经整理后得
U
b,AB
0.708 U
b,BC
0.469 U
b,BD
在截面1-1，与C-C '间列机械能衡算方程，并以
C-C '为基准水平面，得
上式中 z 1=11 上式可简化为
h
在式（b ）、（ c ）、（ d ）中，
可采用试差法求解。

设 U b,BD =1.45 m/s ，则
0.26 1.45 1000 J 0.15 门““ 3 37700 ed ——0.0058
1 10 3
26
查摩擦系数图得 ?=0.034。

将入与U b,BD 代入式（b ）得
6.36U 2,BC
269.2 0.034 0.5
1.452
解得 U b,BC 1.79 ms 将
U
b,BC 、U b,BD 值代入式（C ），解得
u b ,AB 0.708 1.79 0.469 1.45 m/s 1.95m/s
h f,BD
L L e
d
(0.03 0.032 ( 0.026 2
U
b,BC
cD
) ----
2
2
八 U b,BC —2
1)
—-—
6.36
U
b,Bc
1)
2
菁(
269.
2
o.5
^ 将h f,BC 、
h f,BD 值代入式（ a) 中，得
2
6.36U b,BC (269.2
2
-5)U b,BD
gz i
2 U b1 2
P i
2
gzc ¥ 止 h f
前已算出 h f,AB
23.
15
J
bAB
2
n’BC
6.
36u
b,BC
因此
2 2
23.15U b,AB 6.36U b,Bc
107.9
z c =0, U b 忤 0, U b, c ~ 0
h f,AB
h f,BC 107.9Jkg
U
b,AB 、U b,BC 、U b,BD 即 入均为未知数，且 入又为
U b,BD 的函数，
Re dUb /
h f,BC h
f,BD
将U b,AB 、U b,BC 值代入式（d ）左侧，即 6.36 1.792
108.4
右侧数值基本相符（108.4- 107.9），故U b,BD 可以接受，于是两支管
0.0322
1.79 m 3
/h 5.18 m 3
/h
1.203
瞪kg/m 3 gkg/m 3
J 2 159.74/1.166 m/s 16.55m/s
查图1-28,得
—0.85 U max
u 0.85u max 0.85 16.55m/s
25.在38mm 2.5mm 的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为
16.4 mm ，管中
流动的是20 C 的甲苯，采用角接取压法用 U 管压差计测量孔板两侧的压力差， 以水银为指 示液，测压连接管中充满甲苯。

现测得 U 管压差计的读数为600 mm ，试计算管中甲苯的流
量为多少（kg/h ）?
解：已知孔板直径 d o =16.4 mm ，管径d 1=33 mm ，贝U
A o /A
d o/d 1 2
0.0164/0.033 2
0.247
设Re>Re o ，由教材查图1-30得C o =0.626，查附录得20 C 甲苯的密度为 866 kg/m 3
,黏 度为0.6X 10-3
Pas 。

甲苯在孔板处的流速为
u o C o 严 A
0.626J
2 9.
81
O.6]3600 866
m/s 8.24m/s
866
23.15 1.952
计算结果与式（d ） 的排水量分别为
n 4
24.在内径为300 mm 的管道中，用测速管测量管内空气的流量。

测量点处的温度为
20 C 真空度为500 Pa ，大气压力为98.66 X 103
Pa 。

测速管插入管道的中心线处。

测压装 置为微差压差计，指示液是油和水，其密度分别为 100 mm 。

试求空气的质量流量（kg/h ）。

V BC 3600
0.0262
1.45 m 3/h
2.77m 3
/h
835 kg/m 3和998 kg/m 3
，测得的读数为
解： P A C gR 998 835
9.8 0.1Pa 159.74Pa
查附录得，20 C, 101.3 kPa 时空气的密度为 中空气的密度为
1.203 kg/m 3
,黏度为 1.81 XW -5
Pa S ,则管
V BC 3600 U max
Re
dU max
Re
max
O.
3 16.55 1.166
3.198 105
1.81 10-5
14.07ms
W h uA
14.07 0.785
0.32
1.166kg/h 11.159kg/h
甲苯的流量为 V s 3600U 。

代
3600 8.24 n 0.01642
kg/h 5427kg/h
检验Re 值，管内流速为
U b1
2
16.4 8.24m/s 2.04m/s Re d i U bi
°
033 2・
043 866
9.72 104 Re c 0.6 10 3
原假定正确。

非牛顿型流体的流动 26.用泵将容器中的蜂蜜以 6.28 X 10-3 m 3/s 流量送往 高位槽中，管路长（包括局部阻力的当量长度）为 20 m, 管径为0.l m ，蜂蜜的流动特性服从幕律
0.5 dU z 0.05 —— dy 密度 尸1250 kg /m 3
,求泵应提供的能量（J /kg ）。

解：在截面1 1和截面2 得 2之间列柏努利方程式, P i P 2 2 y
gZ 2 h f
习题26附图
P 1 1.0133 105 Pa ； P 2 1.0133 105
Pa; Z 2 6.0m ； w 0 ； U 2
W e g Z 2 Z 1 h f
9.8 6
W e
n
U
""d
2 58.8
20 2
0.1
58.8
64
3 0.5 0.5 1
d
l e 64
O.。

5
4 0.5
3.2 12.焙 05
58.8 64 58.8 64 3
.2 3
.54
探 o.354
0.0045 J kg 58.51 Jkg
3
6.28 10 4
2
0 80.5 2 0.8
0.5 1
0~5
8
1250 0.1 0.0045
第二章流体输送机械
1.用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。

管路情况如本题附图所示。

启动泵之
前A 、C 两压力表的读数相等。

启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为 39 m 3
/h ,
此时泵的压头为 38 m 。

已知输油管内径为100 mm ,摩擦系数为0.02;油品密度为810 kg/m 3。

试求
（1）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）
[38/(39)2
]h 2
/m 5
=2.5 x 10-2
h 2
/m 5
2.5 10 2q 2 ( q e 的单位为 m 3
/h) （2）输油管线总长度
l Je Ul
率为6.7 kW 。

泵吸入管和排出管内径均为 80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为
（U 1为吸入管内水的流速， m/s ）。

离心泵的安装高度为 2.5 m ，实验是在20 C, 98.1 kPa 的条件下进行。

试计算泵的流量、压头和效率。

习题1附图
解：（1）管路特性方程 甲、乙两地油罐液面分别取作 列柏努利方程，得到
1-1'与2-2截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间
2
H e K Bq e
由于启动离心泵之前 p A =p C ,于是
Z —P
=0 g
H e Bq 2
H e
H 38 m
H e 39 3600
n
0.01 m/s=1.38 m/s
4
2gdH 2 u
2.用离心泵（转速为
和出口压力表的读数分别为
于是
l
e
2 9.81 0.1 38 “c
--------------------- 2
— m=1960 m
0.02 1.382
2900 r/min ）进行性能参数测定实验。

在某流量下泵入口真空表 60 kPa 和220 kPa,两测压口之间垂直距离为
0.5 m ，泵的轴功
甲 乙
2 h f,0 1 3.0U1
解：（1）泵的流量
由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面）
将有关数据代入上式并整理,
3 2.5
1000
u 1 3.184 m/s
n
q (- 0.082
3.184
4
泵的扬程
3600) m 3 4/h=57.61 m 3
/h
(60 220) 103
0.5 m 29.04m
1000 9.81
2
9.
04 5
7.61 1000 9.81
100%=68% 3600 1000 6.7
在指定转速下，泵的性能参数为： q=57.61 m 3
/h H=29.04 m P=6.7 kW
3.对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、 和轴功率（假如泵的效率保持不变） 。

（1） 改送密度为1220 kg/m 3
的果汁（其他性质与水相近）； （2） 泵的转速降至 2610 r/min 。

解：由习题 2 求得：q=57.61 m 3/h H=29.04 m P=6.7 kW （1 ）改送果汁
改送果汁后，q, H 不变，P 随p 加大而增加，即 1220 P P 6.7 1.22kW=8.174kW 1000
（2）降低泵的转速
根据比例定律，降低转速后有关参数为
4.用离心泵（转速为
流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为
64 kPa 。

泵的必需气蚀余量为
若改送55 C 的清水，泵的安装高度是否合适。

解：（1）泵的安装高度
2
2610 --- m 2900
2
0 gZ 1 匕
h f,o 1
57.61
2610 2900
m 3
/h 51.85 m Vh
29.04
23.52 m
6.7翥
3
kW
4.884kW
，得到
3.5U 12
9.81 35.48
H H 1 H 2 h o
泵的效率
Hq s g
1000P
n=68% 压头
2900 r/min ）将20 C 的清水以60 m 3
/h 的流量送至敞口容器。

此
2.4 m 和0.61 m 。

规定泵入口的真空度不能大于
3.5 m 。

试求（1）泵的安装高度（当地大气压为100 kPa ）; （ 2）
在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面）
，得
2
P
a P 1
ZU U
1 11 \ 盲(H g - H f ，0 1)
64 10
H g 0.61 2.4
1000 9.81 g
H g 3.51 m
（2）输送55 C 清水的允许安装高度 55 C 清水的密度为
985.7 kg/m 3
，饱和蒸汽压为 15.733 kPa
Il P a P v Hg
—T
3
(NP SH) H f0 1=
(100 15.
733) 10
(3.5 985.7 9.81
0.5) 2.4 m=2.31m
原安装高度（3.51 5.对于习题4的输送任务，若选用 吸上真空度为5.3 m ，试确定离心泵的安装高度。

解：为确保泵的安全运行，应以
55 C 热水为基准确定安装高度。

m ）需下降1.5 m 才能不发生气蚀现象。

3B57型水泵，其操作条件下（ 55 C 清水）的允许 H g H S
2
U i H f0 1
5.3 0.61
2.4
2.29m
2
g
2.0 m 。

泵的安装高度为 6.用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。

输送温度下溶液的饱和蒸汽压 ）。

已知：吸入管路压头损失为
1.46 m,
2.3 m,该泵安装在塔内液面下
3.0 m 处。

试核算该泵能否正常操作。

解：
泵的允许安装高度为 式中
H g ■P
^_P
^ NPSH H f0 1 g
P a P v 0
g
H g [ (2.3 0.5) 1.46]m -4.26m
塔底液面上的绝对压力为 32.5 kPa
（即 泵的允许安装位置应在塔内液面下
4.26m 处，实际安装高度为-
可能发生气蚀现象。

为安全运行，离心泵应再下移
1.5 m 。

7.在指定转速下，用20 C 的清水对离心泵进行性能测试， 测得 所示。

3.0 m,故泵在操作时
q 〜H 数据如本题附表
H e 12 80.0qe (q e 的单位为 m 3
/min ) 试确定此管路中的 q 、H 和P （n=81%）
习题7附表1
在实验范围内，摩擦系数变化不大，管路特性方程为
8
单台泵的特性方程为
3
F e Hq s g 19.42 4.52 10
1000 9.81 W=861 W
9.对于习题8的管路系统，若用两台规格相同的离心泵(单台泵的特性方程与习题 相同)组合操作，试求可能的最大输水量。

解：本题旨在比较离心泵的并联和串联的效果。

(1)两台泵的并联
8.8 5.2 105q 2
28 4.2 105
(^)2
q=5.54X 10-3
m 3
/s=19.95 m 3
/h
q e / (m 3
/mi n) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 H e /m 12.0 12.8 15.2
19.2
24.8
32.0
习题7 附表2 注意：在低流量时，q 曲线出现峰值。

&用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠， 区，管路特性方程为 解：该题是用作图法确定泵的工 作点。

由题给实验数据作出 q 〜H 曲 线。

同时计算出对应流量下管路所要 求
的H e ,在同一坐标图中作 q e 〜H e 曲 线，如本题附图所示。

两曲线的交点 M 即泵在此管路中 的工作点，由图读得 H=29.0 m ，贝U
q=0.455 m 3
/min ,
习题7附图 q / (m 3
/m in)
P
些
102
29
6普册
kW =2.
66 kW
两液面维持恒差 8.8 m,管内流动在阻力平方 H e 8.8 5.2 105
q 2 (q e 的单位为 m 3/s) H 28
4.2 105 q 2
(q 的单位为 m 3/s)
试求泵的流量、压头和有效功率。

解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的
q 、H ，进而计算P e 。

管路特性方程 H e 5 2
8.8 5.2 10 q e
泵的特性方程 28 4.2 105q 2
联立两方程，得到 q=4.52 X 10 3 m 3
/s
H=19.42 m
解得: M
（2）两台泵的串联
&8
5.2 105q 2
2 (28
4.2 105q 2
解得：
q=5.89X 10-3
m 3/s=21.2 m 3
/h
在本题条件下，两台泵串联可获得较大的输水量 10.采用一台三效单动往复泵，将敞口贮槽中密度为 为1.62 X 103
kPa 的高位槽中，两容器中液面维持恒差 知泵的活塞直径为 70 mm ，冲程为225 mm ，往复次数为
200 min -1
，泵的容积效率和总效率 分别为0.96和0.91。

试求泵的流量、压头和轴功率。

解：（1）往复泵的实际流量
⑵泵的扬程
⑶泵的轴功率
i^P a=10967 Pa
1.147
库存风机的风量q=1.6 X 104
m 3
/h ，风压H T =1.2 X 104 Pa 均大于管路要求（q e =1.5 X 104 m 3
/h,
H T =10967 Pa ）,故风机合用。

12.有一台单动往复压缩机，余隙系数为 0.06,气体的入口温度为 20 C,绝热压缩指 数为1.4,要求压缩比为9,试求（1）单级压缩的容积系数和气体的出口温度； （2）两级压 缩的容积系数和第一级气体的出口温度；
（3）往复压缩机的压缩极限。

解：（1）单级压缩的容积系数和气体的出口温度
21.2 m 3
/h 。

1200 kg/m 3
的粘稠液体送至表压 8 m ，管路系统总压头损失为
4 m 。

已
q 3 v ASq
3
o.96
寸
0.072 0.225 200m 3/min=0.499 m 3
/min
H e (8
1.62 106
1200 9.81
4) m=149.6 m
Hq 102
149.6 0.499
1200
kW=16.08 kW
60 102 0.91
50 C 、101.3 kPa 的空气通过内径为 600 mm ，总长105 m （包括
的水平管道送至某表压为 1 X 104
Pa 的设备中。

空气的输送量为1.5
其性能为：转速1450 min -1
,
11.用离心通风机将 所有局部阻力当量长度） X 104 m 3
/h 。

摩擦系数可取为0.0175。

现库房中有一台离心通风机， 风量1.6X 104
m 3
/h ，风压为1.2 X 104
Pa 。

试核算该风机是否合用。

解：将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用。

2
（P 2 P 1）-77
2
H T
h f
P m
101300 丄 Pa=106300Pa
2
1.205
V s P v
n
2 -d P m 4
106300 293「3 ” (3)
------ --- kg/m =1.147 kg/m 101330 323
15000 101300
3600 n o-62 m/s=14.40 m/s
106300 H T
1 104
1.147
0.0175
迺1
0.6
14.40
Pa=10483 Pa
2
H T
10483
第五章传热过程基础
1 .用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却， 同时在板
两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为 0.02 m 2
,厚度为0.02 m, 实验测得电流表读数为 0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为 200 C 和50 C, 试求该材料的导热系数。

解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热(导热)速率相等，即
S 」
L IV 0.5 100W 50W
将上述数据代入，可得
一
50 0.02
一 W/m C 0.333W/m C
0.02 200 50
解得
p
2
P 1
k 1
P 2 k
T 2 T 1 巴
P
293 1
1 0.06 9口 1 0.7718
0.4
91.4
K=548.9K
(2 )两级压缩的容积系数和第一级气体出口温度 改为两级压缩后， 1
P 2 '
x ——
P 1
则重复上面计算，
每级的压缩比为
1
92
3
得到
1
1 0.06 314
1 T , 293 0.4
314
K=401 K
0.9285
(3)压缩极限
0.06
P 2 P 1
P 2 P 1
55.71
p
2
P 1
1
14
式中 Q 0.02m 2
, t 1
200 C ，t 2 50 C ，L 0.02m
QL St 1 t 2
2.某平壁燃烧炉由一层 400 mm 厚的耐火砖和一层 200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳 定后，测得炉的内表面温度为
1500 C,外表面温度为 100 C,试求导热的热通量及两砖间
的界面温度。

设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为 2 0.3 0.0003t , W/(m C)。

两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。

解之得
t t 2
977 C
W/m 131.5W/m
1 . 159
2 50 1 . 159 2 50 100 一 In --- 一 In
1.0 159 0.1 159 100
1
0.8 0.0006t ，绝缘砖的导热
系数为 解: 此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即
Q 2 Q
Q i
(5-32)
1
S
t 1 t 2
b 1
S t 2 t
3
2 S -----
b
(5-32a)
式中
0.8 0.0006t 0.8 0.0006 鸣 1.25
2 0.0003t 0.
3 0.0003t 0.3 0.0003 心 0.315
2
0.00015t
代入 入、
(1.25 0.0003t)
1500 t
0.4
(0.315 0.00015t)t
100 0.2
1
1.25 0.0003:
1.25 0.0003 977 W m
C 1.543W m C
Q/S
1
—- 1.543
型yw/m 2 0.4 '
2017W/m 2
3 .外径为159 mm 的钢管，其外依次包扎 A 、B 两层保温材料, 50
mm ,导热系数为0.1 W /(m °C -), B 层保温材料的厚度为 /(m C)，设A 的内层温度和B 的外层温度分别为170 C 和 若将两层材料互换并假设温度不变，每米管长的热损失又为多少？
解：
A 层保温材料的厚度为
100 mm ，导热系数为1.0 W 40 C,试求每米管长的热损失； Q/L -------- t
^ -----------
1 1 「
2 1 , 「
3 ---- In 一 -----In 一
2
1
r
1
2
2 r
2
W/m 150 Wm
1 159
2 50 1 159 2 50 100 —In ----------- —In -------------------
0.1 A 、B 两层互换位置后, 热损失为
Q/L
t t t ? __________________
1 I 「
2 1 . r
3 ---- I n — ---- In —
2
1
r
1
2
2
r
2
4.直径为 57mm 3.5 mm 的钢管用40 mm 厚的软木包扎，其外又包扎 100 mm 厚的
保温灰作为绝热层。

现测得钢管外壁面温度为
120 C,绝热层外表面温度为 10 C 。

软木和
保温灰的导热系数分别为 0.043 W/(m C )和0.07 W/(m C)，试求每米管长的冷损失量。

解：此为两层圆筒壁的热传导问题，则
Q/L 2 n t
1 七2
丄肚丄4 1 「1 2 r 2
24.53 W/m
5.在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。

换热管为①25 mmX2.5 mm 的钢管，其
导热系数为45 W/(m - G )。

冷却水在管程流动， 其对流传热系数为2 600 W/(m 2
G ),热空 气在壳程流动，其对流传热系数为52 W/(m 2
G )。

试求基于管外表面积的总传热系数 以及各分热阻占总热阻的百分数。

设污垢热阻可忽略。

1 b 2
d m i d i
壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为
/ — 100% 0 100%
506
100%
97.3%
喩 o
52
管程对流传热热阻占总热阻的百分数为
y d
K d
5°^^ 100%
2.4%
2600 0.02
管壁热阻占总热阻的百分数为
2 3.14 120 10
-------------------------------------------- W/m 1 , 0.0285 0.04 1 , 0.0285 0.04 0.1 / ---- In ------ In 0.043 0.0285 -------- 0.07
解：由K o
查得钢的导热系数 45W/ m 2
C
d m K o
2.5mm
d o 25 mm
2^mm 22.5mm
2
d i 25 2 2.5 mm 20mm
1
1 0.0025 0.025
0.025
52 45 0.0225 2600 0.02
w/m 2
C
50.6W/ m 2
C
bd /
<9 100%
100%
人
d
O.。

025
o.。

25 50.
6
100%
45 0.0225
0.3%
6.在一传热面积为 40 m 2
的平板式换热器中，用水冷却某种溶液， 流流动。

冷却水的流量为30 000kg/h ,其温度由22 G 升高到36 C 。

降至55 G 。

若换热器清洗后，在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水 的出口温度升至40 G,试
估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。

假设： 两种情况下，冷、热流体的物性可视为不变，水的平均比热容为 两种情况下，i 、 o 分别相同；(3)忽略壁面热阻
和热损失。

两流体呈逆
溶液温度由 115 C (1) 4.174 kJ/(kg G)； (2)。