化工原理课后布置习题答案合工大
化工原理课后习题答案第一章流体流动答案
第一章 流体流动习题解答1.解：（1） 1atm=101325 Pa=760 mmHg真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为p =461097.8)10082.0(10132576.00⨯=⨯--⨯N/m 2（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8⨯Pa 2.解： T=470+273=703K ，p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4×273703×2200101.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H 处的大气压为p ，根据流体静力学基本方程，得 dp=-ρgdH大气的密度根据气体状态方程，得 ρ=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H代入上式得ρ=pMR （293.15-4.8×10-3H ）=-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H对以上等式两边积分，101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp101325=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15即：lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526（2）已知地平面处的压力为101325 Pa ，则高山顶处的压力为 p 山顶=101325×330763=45431 Pa将p 山顶代入上式ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ，所以此山海拔为6500 m 。
化工原理课后习题答案详解
《第一章 流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？m h h h m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水ρρ2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p m mHg P p Ln dz pdp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
Ndz gz P F 5423501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ4．4．外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
345/439.12.293831429)1081.020.010013.1(m Kg RT PM =⨯⨯⨯⨯+⨯==ρ解：5．5．有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R g R g R R （解：6．6．为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
化工原理课后习题答案
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
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3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。
已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。
试计算容器中液面上方的表压。
解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。
已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h ,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。
解: (1) 大管: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。
现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
合工大化工原理习题
第六章吸收填空题（1）操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果________。
答案：达不到要求分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。
（2）脱吸因数S的表达式为______, 其几何意义是_____。
答案：S=m/(L/G)；平衡线斜率与操作线率之比。
（3）在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将_______平衡线，传质推动力将_____，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将____。
答案：靠近；减小；无穷大（4）根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在______，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将______ 。
答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大（5）压力____，温度_____，将有利于吸收的进行。
答案：增大；下降分析：由m=E/P,说明m是温度和压力的函数。
一般情况下，温度下降，则E 值下降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。
（6）难溶气体属______控制，主要传质阻力集中于_______側。
答案：液膜；液膜（7）双膜理论的基本假设是：(1)______；(2)_________；(3)_________。
答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。
（8）等分子反向扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。
一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。
答案：精馏，吸收和脱吸。
（9）物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_______的无规则运动。
物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_______的无规则运动。
答案：分子；质点（10）吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_____与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的______。
化工原理课后习题答案
第七章 吸收1,解：（1）（2） H,E 不变，则 (3)2，解：同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。
现，故HCl 在水中的扩散系数.水的缔和参数分子量粘度 分子体积4，解:吸收速率方程1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查，008.0=*y 1047.018100017101710=+=x 764.001047.0008.0===*x y m Pa mp E 451074.710013.1764.0⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==3441017.71074.75.55KPa P 9.301=2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m 0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 862.101047.00195.0===*x y m Pa mp E 531062.5109.301862.1⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==-35510875.91062.55.5509.0=y 05.0=x x y 97.0=*09.00485.005.097.0=<=⨯=*y y 吸收∴atm P 1=,293k T =,5.36=A M ,29=B M 5.215.1998.1=+=∑AV()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=L D ,6.2=α,18=s M (),005.1293CP K =μmol cm V A 33.286.247.3=+=()()s m s cm D L 29256.081099.11099.13.28005.1293136.2104.721---⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=或()()()12A A BM A P P P P RTx D N --=3107.53.10105.0m kN P A =⨯=2266.0m kN P A =212.96065.53.101m kN P B =-=226.10066.03.101m kN P B =-=()24.986.1002.9621m kN P BM =+=()()()07.566.04.983.101295314.81024.01043-⨯⨯-=--x s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=水的蒸汽压为，时间 6,解：画图7,解：塔低：塔顶：2.5N 的NaOH 液含 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。
化工原理课后布置习题答案 合工大
第66面，第21题：3-34A 22p39220=998.2kg/m , =1.00510 Pa s, 7.8610u 0.401/,57 3.52()441000vAAq m s d ρμππ-⨯⨯===-⨯⨯ B C 查课本面度水的性质：水在总管内的流速：同理求出水在B 支管和C 支管内的流速：u =1.01m/s, u =1.5m/s.按照流体流向，设高位槽液面为1-1截面，总管分支处为2-2截面，反应器内支管B 出口内侧为3-3截面，吸收塔212()20.00410.082, 1.48,AAAA l le ud gz m ρεμλλλλ→→→+==+=∑∑∑A A A f12B f23C 内支管C 出口内侧为4-4截面。
d u 由总管内流动的雷诺数（Re==19914)和管壁的相对粗糙度(/d=0.003)，查p40面Moody 图，得总管内=0.025,总管阻力损失：H 同理求得B 支管=0.038,B 支管阻力损失：H 由C 支管内流动的雷诺数和管壁的相对粗糙度求得：= 4.13m →=∑f24A 4C A A 0.036,C 支管阻力损失：H ,在1-1，2-2和3-3截面之间进行机械能恒算，将已知条件代入，可求得：z =10.8m,在1-1，2-2和4-4截面之间进行机械能恒算（其中u =u )，可求得：z =12.4m.取z 中较大值，即：高位槽液面至少高于地面12.4m 。
第67面，第23题：9.8ρρρρ⨯⨯⨯⨯3水银32水银当闸阀关闭时，管道内水流速为零，设贮槽液面为1-1截面，U 管压差计与放水管连接处的管截面为2-2截面，由静力学基本方程，可求得：贮槽液面和放水管轴线所处水平面之间13.6106001500的高差为：H=R-h=-=6.68m 。
当闸阀部分开启时：U 管压差计内99810001000流体仍静止，由静力学基本方程：2-2截面处压力为：p （表压）=gR-gh=13.61010.49989.81 1.439600,11221122Pa π⨯-⨯⨯=--⨯--232v 222在截面和截面之间进行机械能恒算：可求得u =3.14m/s,流量为：q =d u =88.7m /h. 当闸阀全开时，4在1-1截面和放水管出口内侧之间进行机械能恒算，可求得放水管内流速u =3.51m/s, 在截面和截面之间进行机械能恒算时，求得p （表压）=39259Pa.第67面，第24题：520001120001012201( 1.01310)27.9/,7601050,:()0.1,551136:0.595,24.44/,:()0.44/,J kg A d p C A d d u C m s u u m s d ρρ=⨯⨯⨯===-=====121121设液体与水的性质接近，并设管路直径为8.1cm, 液体通过孔板孔口的p -p 压力损失为:设液体在管内流动的Re 大于临界值由查面的图得液体孔口p -p 液体在管内流速管内Re ⨯4v 11=37574大于临界值(约为2.510)，说明假设成立，q =u A =2.40kg/s 。
化工原理课后答案
化工原理课后答案化工原理是化学工程专业的一门重要课程，它是学生学习化工专业知识的基础，也是学生掌握化工原理和技术的关键。
课后习题是巩固知识、提高能力的重要手段，下面是化工原理课后习题的答案。
1. 什么是化工原理？化工原理是指化学工程中的基本理论和原理，包括物质平衡、能量平衡、动量平衡等内容。
它是化学工程专业学生学习的基础，也是化工工程师工作中必须掌握的知识。
2. 为什么要学习化工原理？学习化工原理可以帮助学生掌握化工工程中的基本原理和方法，提高学生的分析和解决问题的能力。
只有掌握了化工原理，学生才能在实际工作中做出正确的决策和处理复杂的工程问题。
3. 化工原理课后习题答案。
1）物质平衡。
物质平衡是化工原理中的基本内容，它是指在化工过程中物质的输入、输出和积累之间的平衡关系。
在进行物质平衡计算时，首先要确定系统的边界，然后列出物质平衡方程，最后解方程求解未知量。
2）能量平衡。
能量平衡是化工原理中的另一个重要内容，它是指在化工过程中能量的输入、输出和转化之间的平衡关系。
在进行能量平衡计算时，需要考虑热量的传递、转化和损失，通过能量平衡方程求解未知量。
3）动量平衡。
动量平衡是化工原理中的另一个重要内容，它是指在化工过程中物质的流动和运动状态之间的平衡关系。
在进行动量平衡计算时，需要考虑流体的流动速度、压力和阻力等因素，通过动量平衡方程求解未知量。
4. 总结。
化工原理是化学工程专业学生必须掌握的基础知识，课后习题是巩固知识、提高能力的重要手段。
通过认真学习和练习化工原理课后习题，可以帮助学生更好地掌握化工原理，提高分析和解决问题的能力，为将来的工作打下坚实的基础。
《化工原理》下册(第二版)教材各章节课后习题答案
17 NT=18
18 η=96.7%; Rmin=1.51
19 xD=0.889; xW=0.194
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《化工原理》下册（第二版）教材各章节课后习题答案
20 xD=0.873; xW=0.207 21 xD=0.00869; xW=3.27×10-4 22 xW=0.0935; EmV=66.4% 23 (1) xD=0.8; xW=0.05;(2)略 24 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol 25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.451 26 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.085 27 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ; xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.298 28 N=14.1 ; N1=7.9 第十章 气液传质设备 1 EmV=0.758 2 ET=41% 3 N 实=10 4 D=1.2m
《化工原理》下册（第二版）教材各章节课后习题答案
5 （1） =31.3kmol; =0.619（2） =38.0kmol;y=0.563
6 （1）D/F=0.228；（2）L/V=0.667; (3)L/V=0.8 ; =1.68
=0.470
7 =14.32kmol/h
8 (1)V=10kmol/h ; (2)R=16; L/V=0.941
7 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1 第十二章 其它传质分离方法
1 m=47.7kg
化工原理(第二版)化学工业出版社习题答案
用双液体U管压差计测量时，有
p1 ? p 2 = R ' g ( ρ A ? ρ C )
因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数
ρ0 R' 1000 = = = 14.3 R ρ A ? ρ C 920 ? 850
此时双液体U管的读数为
R ' = 14.3R = 14.3 × 12 = 171.6mm
π
4
d 2 u 2 = 0.785 × 0.0412 × 1.57 = 2.07 × 10 ?3 m3 / s =7.45m3 /h
5
'（2）流增加20％，则u 2 = 1.2×1.57 =1.88m/s
此时有
z '1 g=
' z1 = (
p2
1 2 + u ' 2 +∑W ' fρ2
80 × 10 3 1 + × 1.88 2 + 6.8 × 1.88 2 ) / 9.81 =10.78m1000 2
= 234kPa (表压)
16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为ΣW f = u 2 J/kg（u为水在管内的流速）。试求：（1）高位槽的液面高度；。（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h）解: (1)阀门全关,水静止
p = p0 + ρgΔz = p1 + ρgh
∴Δz = p1 +ρgh ? p 0 p ? p0 (58 ? 42)×10 3 = 1 +h= + 0.55 =2.36mρgρg 900×9.81
化工原理课后习题答案上下册
化工原理课后习题答案上下册第一章流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg乙城市的大气压为750mmHg某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg若把该反应器放在乙地操作时要维持与甲地操作相同的绝对压真空表的读数应为多少分别用mmHg和Pa表示[590mmHg 786×104Pa]解P甲绝对 760-600 160mmHg750-160 590mmHg 786×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P0测压点位于水面以下02m处测压点与U形管内水银界面的垂直距离为03m水银压强计的读数R＝300mm 试求1容器内压强P0为多少2若容器内表压增加一倍压差计的读数R为多少习题1－2 附图[ 1 351×104N m－2 表压 2 0554m]解根据静压强分布规律PA＝P0＋HPB＝gR因等高面就是等压面故PA＝ PBP0＝gR－gH＝13600×981×03－1000×981 0203 351×104N㎡设P0加倍后压差计的读数增为R＝R＋△R容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H＝H＋同理1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D＝100mm细管直径d＝8mm用此压强计测量容器内水面上方的压强p0测压点位于水面以下h＝05m处试求1当压强计读数为R＝300mm杯内水银界面测压点A与细管的垂直距离a＝04m容器内压强p0等于多少2表压p0增加一倍并忽略杯内界面高度的变化读数R为多少3表压p0增加一倍并考虑杯内界面位置的变化读数R为多少习题1－3 附图[ 1 312×104N m－2表压 2 0534m 3 0536m]解因AB两点位于同一平面pA pBP0＝gR－gh＋a＝13600×981×03－1000×98105＋04＝312×104N㎡表压表压加倍后设压强计读数为R若忽略杯内水银界面的变化则与1相比表压加倍后杯内水银面下降了管内水银面上升压强计读数的增加量为由以上两式可得根据等高面即等压面的原理＝此结果表明使用单杯压强计因 h1 h2完全可以忽略杯内界面高度的变化既方便又准确1－4 水从倾斜直管中流过在断面A和断面B接一空气压差计其读数R＝10㎜两测压点垂直距离a＝03m试求1AB两点的压差等于多少2若采用密度为830kg m－3的煤油作指示液压差计读数为多少3管路水平放置而流量不变压差计读数及两点的压差有何变化习题1－4 附图[ 1 304kPa 2 588mm 3 981Pa]解首先推导计算公式因空气是静止的故p1＝p2即pA- gh1 pB- gh2 gR - 1在等式两端加上若忽略空气柱的重量＝981×001×1000＝981N㎡若采用煤油作为指示液管路流量不变不变压差计读数R亦不多变管路水平放置ZA-ZB＝0故1－5在图示管路中水槽液面高度维持不变管路中的流水视为理想流体试求1管路出口流速2管路中ABC各点的压强分别以N㎡和m H2O表示3讨论流体在流动过程中不同能量之间的转换习题1－5 附图[ 1 99m s-1 2 PA -3924kPa -4mH2O PB 981kPa 1mH2O PC -2943kPa -3mH2O 3 略]解1以大气压为压强基准以出口断面为位能基准在断面1-1和2-2间列机械能守恒式可得2相对于所取基准水槽内每kg水的总机械能为W＝Hg＝5gJkg理想流体的总机械能守恒管路中各点的总机械能皆为W因此A点压强PA＝-4×1000×981＝-3924×104Nm2或-4m H2OC点压强由于管内流速在1中已经求出从断面1-1至ABC各断面分别列机械能守恒式亦可求出各点的压强3相对于所取的基准水槽内的总势能为5gJkg水槽从断面1-1流至断面2-2将全部势能转化为动能水从断面1-1流至断面A-A获得动能但因受管壁约束流体从断面1流至断面A所能提供的位能只有gz1－zA＝1gJkg所差部分须由压强能补充故A点产生4m H2O的真空度水从断面A流至断面B总势能不变但同样因受管壁的约束必有gzA－zB＝5g 的位能转化为压强能使B点的压强升至1m H2O同理水从断面B流至断面C总势能不变但位能增加了gzC－zB＝4gJkg压强能必减少同样的数值故C点产生了3m H2O的真空度最后流体从断面C流至出口有gzC－z2＝3g的位能转化为压强能流体以大气压强流出管道1－6用一虹吸管将水从池中吸出水池液面与虹细管出口的垂直距离为5m虹吸管出口流速及虹吸管最高点C的压强各为多少若将虹吸管延长使池中水面与出口垂直距离增为8m出口流速有何变化水温为30℃大气压强为760㎜Hg习题1－6 附图[99 m s-1 327kPa124 m s-1]解1在断面1－12－2之间列机械能守恒式得在断面1-1和C-C之间列机械能守恒式并考虑到uC＝u2可得2虹吸管延长后假定管内液体仍保持连续状态在断面1-1和2-2之间列机械能守恒式得因C点的压强小于水在30oC的饱和蒸气压Pv 4242Nm2故水在C点已发生气化C点压强不能按上述算而应保持为流体的饱和蒸气压故在断面1-1和C-C之间列机械能守恒式得出口流速 u2 uC1－7如图水通过管线Φ108x4 mm 流出管线的阻力损失不包括出管子出口阻力可以用以下公式表示hf 65u2式中u式是管内的平均速度试求1水在截面A－A处的流速2水的体积流率为多少m3 h-1习题1－7 附图[ 1 29 m s-1 2 82 m3 h-1]解对槽液面与管出口列BE方程u 0 p p z 6m z 0h 65u6981 u uA 29msv uA1－8高位槽内贮有20℃的水水深1m并维持不变高位槽底部接一长12m直径100mm的垂直管若假定管内的阻力系数为002试求1 管内流量和管内出现的最低压强各为多少2 若将垂直管无限延长管内流量和最低点压强有何改变习题1－8 附图[ 1 634 10－2 m3 s-1619kPa 2 77 10－2 m3 s-1376kPa]解在断面1-1和2-2间列机械能衡算式得从管入口点B至管出口没有任何局部阻力故B点压强最低在断面1-1和B-B 间列机械能衡算式以断面B-B为基准面＝619×104Nm220℃水饱和蒸汽压PV＝2338Nm2故水在断面1-1和2-2之间是连续的以上计算结果有效当管长H无限延长上式中水深h入口损失和出口动能皆可忽略V＝此时管内最低压强1－9 精馏塔底部用蛇管加热如图所示液体的饱和蒸汽压为1093×105N m-2液体密度为950kg m-3采用形管出料形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管相连试求1为保证塔底液面高度不低于1m形管高度应为多少2为防止塔内蒸汽由连通管逸出形管出口液封h高度至少应为多少习题1－9 附图[ 1 1m 2 086m]解假设液体排出量很小塔内液体可近似认为处于静止状态由于连通管的存在塔内压强PA等于形管顶部压强PB在静止流体内部等压面必是等高面故形管顶部距塔底的距离H＝1m塔内蒸汽欲经形管逸出首先必须将管段BC内的液面压低降至点C此时C点的压强PC＝PA＝Pa＋为防止蒸汽逸出液封的最小高度＝1－10 两容器的直径分别为D1＝1000mmD2＝400mm容器A水面上方维持不变的真空度HV＝100mmHg容器B为敞口容器当阀门F关闭时两容器的水面高度分别为Z1＝25mZ2＝15m试问1当阀门开启时两液面能否维持不变2若不能维持原状当重新达到平衡时液面高度各有何变化习题1－10 附图[ 1 液面不能维持不变 2 容器A水面上升了005m 容器B水面下降031m] 解阀门开启后若液体仍保持静止状态液体面将维持不变液体仍处于静止状态的条件是其中任何两点例如A点和B点的单位重量流体总势能相等分别取地面和大气压为位能和压强势能的基准则B点单位重量的总势能为A点单位重量的总势能为因＞水将从容器2流向容器1液面不能维持不变设液体重新静止时容器1水面上升了h1容器2水面下降了h2则由以上两式得在不可压缩的同一种静止流体内部各点的单位总势能处处相等在重力场内单位总势能由位能和压强势能两部分组成若以单位体积为基准则式中各项的单位为Jm2或Nm3刚好与压强相同故可称为虚拟压强若以单位质量为基准则式中各项的单位为Jkg若以单位重量为基准则式中各项的单位为JN或m具有长度因次以上诸式是在流体为静止的前提下推导出来的方程式得到成立的条件是流体为静止否则流体将由高势能向低势能流动1－11高位槽内的甘油＝1260kg m-3 沿直径为10mm的管道送至某容器甘油温度为60℃管内流量为196× 10-5m3 s-1若其他条件不变将甘油升温至100℃管内流量为多少 [151 10-4m3 s-1]解已知甘油的密度＝1260kgm360℃甘油的粘度＝100cp100℃时的粘度＝13cp60℃时管内流速设温度升为100℃仍为层流因管路两端的总势能差不变因故以上计算结果有效1－12如图两敞口储罐的底部在同一水平面上其间由一内径为75mm长为200m的水平管和局部阻力系数为017的全开阀门连接一储罐直径为7m盛水深为7m另一储罐直径为5m盛水深3m若阀门全开问大罐内水降低到6m时需多长时间设管道流体摩擦系数＝002忽略进出口局部阻力[95434s]习题1－12 附图[略]1－13试从Navier Stokes方程出发推导出牛顿型流体在圆管内稳定层流时的速度分布速度与半径的关系流体压降与平均速度的关系式[略]1－14水粘度为1cp密度1000kg m-3以平均速度为1m s-1流过直径为0001m 的水平管路水在管路的流动是层流还是湍流水流过管长为2m时的压降为多少mH2O求最大速度及发生的位置求距离管中心什么位置其速度恰好等于平均速度[ 1 层流 2 653 mH2O 3 2m s-1在管中心 4 354 10-4m]解1Re 1×1000×00010001 1000 2000 层流2 P 32 lud2 32×0001×2×100012 64000Pa 653m3 u 2u 2 m s-1 在管中心4 由u u[1- rri 2]得1 2[1- r00005 2]r 354 10-4m1－15如图水 H2O 1000kg m－3从水槽沿内径为100 mm 的管子流出A 当阀门关闭时U型压力计读数 R 600 mmHg此时h＝1500 mm当阀门部分开启时R 400mmHg而h 1400mm 管路的摩擦系数 0025出口的局部阻力系数 04 求水的体积流量为多少m3 h-1B 当阀门全开2－2面的压强为多少Pa 假设仍为0025阀门的当量长度为15 m Hg 13600kg m－3[ 1 885 m3 h-1 2 32970Pa]习题1－16 附图解 1 阀门部分开启对1-12-2面由BEP1 0 表压p2 g 981 13600-1000 39630Nm2 表压U1 0z2 0hf阀门关闭则Z1 可求得h 15mR 06mu 313msVh2 阀门全开对1-13-3面有Z3 0 z1 666mu1 0p1 p3U 351ms对 1-12-2P1 0 表压 z1 666mz2 0u1 0u2 351msp2 32970Nm2 表压1－16如图某液体密度为 900 kg m－3粘度为 30 cp通过内径为44mm的管线从罐1流到罐2 当阀门关闭时压力计A和B的读数分别为882 104 N m－2 和441 104 N m－2 当阀门打开时总管长包括管长与所有局部阻力的当量长度为100m假设两个罐的液面高度恒定求1液体的体积流率m3 h－12当阀门打开后压力表的读数如何变化并解释提示对于层流 64Re对于湍流 03145Re025习题1－16 附图[ 1 487 m3 h－1 2 压力表A的读数减少压力表B的读数增加]解1当阀门关闭时罐1和2的液面高度为Z1 882 104 900 981 10mZ2 441 104 900 981 5m当阀门打开时假设流动为层流对罐1和2的液面列BEZ1g Z2g64Re ld u22解得u 089ms验证Re u d 089 900 0044003 1175 2000 假设成立V uA 487 m3 h－12通过罐1液面与阀A以及罐2的液面与阀B列BE分析可知压力表A的读数减少压力表B的读数增加1－17如图所示用一高位槽向一敞口水池送水已知高位槽内的水面高于地面10 m管路出口高于地面2 m管子为Ф48×35mm钢管在本题条件下水流经该系统的总阻力损失∑hf 34u2 J kg-1 未包括管出口阻力损失其中u为水在管内的流速m s-1试计算 1AA′截面处水的流速m s-12水的流量以m3 h-1计3若水流量增加20可采用什么措施计算说明或高位槽液面应提高多少米[ 1 449m s-1 2 2133m3 h-1 3 提高354m]习题1－17 附图解1对1-1和2-2面列BE8g 34 u2 12u2U 449ms2 V uA 2133m3 h-13 水流量增加20水的流速为u 12 449 539ms对新液面1-1和2-2面列BE8z g 34 5392212 539 2z 354m1－18用泵将密度为850kgm-3粘度为0190Pas的重油从贮油池送至敞口高位槽中升扬高度为20m输送管路为108×4mm钢管总长为1000m包括直管长度及所有局部阻力的当量长度管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量其油水压差计的读数R＝500mm孔流系数C0＝062水的密度为1000kgm-3试求1 输油量是多少m3h-12 若泵的效率为055计算泵的轴功率习题1－18 附图[ 1 1476 m3 h-1 2 3609W]解 1 uo Co[2Rg o- ]12 062[2 05 98 1000-850 850] 12 081ms 输油量为V 081 0785 0082 41 10-3m3s 147 m3 h-1u uo AoA 081 00801 2 052ms2 Re 052 01 850019 232 2000 层流管线阻力为hf 64Re ld u22 64232 100001 05222 373Jkg泵的有效功为W 20 981hf 5695Jkg轴功率为N 5695 41 10-3 850055 361kW1-19用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽如图示两槽液面的高度可认为不变高度差10m管路总当量长度为200m包括所有直管和局部阻力的当量长度管路均为 57 35mm钢管已知孔板流量计流量系数为061孔截面积与管道截面积比为025U型压差计读数为R 600mm指示液为水银管路摩擦系数取为0025反应槽上真空表的读数为200mmHg高位槽上压强计读数为05kgf cm－2表压泵的效率65试求 1 流体流量多少kg s-12泵的输出功3泵的轴功率溶液密度近似取为1000kg m-3水银密度为13600 kg m-3[ 1 364kg s-1 2 3461J kg-1 3 194kw]1 uo Co[2Rg o- ]12 061[2 06 98 13600-1000 1000] 12 742msw 742 0785 025 0052 1000 364kgsu uo AoA 742 025 186ms2 H Z2-Z1 P2-P1 ghfZ2-Z1 10mP2-P1 g 05 98 10000200 1013 100000760 1000 98 772mhf 0025 200 1862 2 98 005 176mH 10772176 353mW Hg 3461JkgN Hwg 3461 364065 194kw1－20在直径D＝40mm的管路中接一文丘里管如图所示文丘里管的上游接一压力表压力表的读数为1373 104N m-2压力表轴心与管中心的垂直距离为05m 管内水的流量为151L s-1管路下面有一水池池内水面与管中心的垂直距离为3m 文丘里喉部直径为10mm喉部接一细管细管一端插入水池中若忽略文丘里管的阻力损失池水能否被吸入管中习题1－20 附图[池水将被吸入管内]解取断面1－1和2－2如图所示两断面的平均流速为在两断面间列伯努利方程式若以水池液面和大气压为基准则池水单位重量的总势能断面2－2处单位总势能因＞故池水将被吸入管内1－21 15oC的水在经过内径为7mm的钢管内流动流速为015 m s-1试问1流动为层流还是湍流2如上游压强为6867kPa问流经多长的管子流体的压强下降到2943kPa这里的压强均为绝对压3在距离管壁何处的点速度等于平均速度水的密度和粘度分别取1000 kg m-3和0001cP[ 1 层流 2 400m 3 1026mm]解1Re 015×1000×00070001 1050 2000 层流2 686700-294300 1000 641050 l0007 01522L 400m3 12 [1- r00035 2]R 247mm距离管壁y 35-247 1026mm1－22 水由具有固定水位的水槽中沿直径内径为100mm的输水管流入大气中管路是由L＝50m的水平管和倾斜管段组成水平管段在水面下2m倾斜管段的高度Z＝25m为了使得水平段末端曲折出的真空度为7mH2O安装在倾斜管的阀门局部阻力系数应为多少此时水的流量为多少直管的摩擦系数＝0035大气压为10H2O忽略进口和曲折出的局部阻力习题1－22 附图[197875 m3 h-1]解对液表面和管曲折处列BE2 -7u22g0035 5001 u22gU 309ms V uA 875 m3 h-1对管曲折处与管出口列BE25-7 0035 5001 30922g 30922g1971－23 有一输水管系统如下图所示出水口处管子直径为Φ55 25mm设管路的压头损失为16u22u指出水管的水流速未包括出口损失求水的流量为多少m3 h-1 由于工程上的需要要求水流量增加20此时应将水箱的水面升高多少m假设管路损失仍可以用16u22u指出水管的水流速未包括出口损失表示习题1－23 附图[221m3 h-135 m]解对液面和管出口处列BE8g 16u22 所以管内流速 u 313ms流量为V u d24 313 00524 00614m3s 221m3h提高水量20后zg 16u22 因为 u 12u 376ms所以 z 115m 水箱的水面升高为 115 – 8 35 m1－24在图示并联管路中支路ADB长20m支路ACB长为5m包括管件但不包括阀门的当量长度两支管直径皆为80mm直管阻力系数皆为003两支路各装有闸门阀一个换热器一个换热器的局部阻力系数皆等于5试求当两阀门全开时两支路的流量之比习题1－24 附图[134]解以下标1和2分别表示支路ACB和ADB因并联支路的阻力损失相等因管内径相等1－25如图所示用某离心泵将水从一敞口水池输送到另一高位槽中高位槽的压力为02kgf m-2表压要求送水量为每小时50 m3管路总长包括所有局部阻力的当量长度为150m吸入管和排出管路均Ф108×4mm的光滑管当Re 3000106时管路的摩擦系数λ 03164 Re-025试求1流体流经管道阻力损失2该泵有效功已知水的密度为1000kg m-3水的粘度为1×10-3Pa s习题1－25 附图[13619J kg-12252J kg-1]1λ 03164Re025 03164177000025 001543两液面列柏努利方程z1 0 z2 20 p1 0 p2 02×981×104Nm2 u1 u2 03619 J kg-12 泵的有效功为 W He g 2569 981 252 J kg-11－27 水 1000kg m－3 在1 atm 下由泵以0012 m3 s－1 从低位槽送往高位槽如图泵前的吸入管长和管径分别为6m和80mm 管内的摩擦系数为002泵后的排出管长和管径分别为13m和60mm管内的摩擦系数为003管路的阀门阻力系数为64弯头的阻力系数为075两液面的高度差H＝10m泵的吸入口比低位槽的液面高2m 求1 泵的有效功W J kg－12 泵的吸入口A和排出口B的压强绝对压N m－2习题1－27 附图[ 1 2376 J kg－1 2 PA 70900 N m－2 PB 302500N m－2]解 1 泵吸入管内的流速为u1＝泵压出管内的流速为u2＝在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式并移项整理得2以断面1-1为基准在断面1-1和A之间列机械能衡算是可得在断面B和2-2之间列机械能衡算式可得1－28 如图转子流量计安装在如图的管路测量其流量若管路A的总管长包括管线与局部阻力当量长度为10 m 流量计的读数为272 m3 h－1 问这时管路B 的流量为多少m3 h－1已知管路A和管路B的摩擦系数分别为003和0018 习题1－28 附图[600 m3 h－1]解对并联管路Vtotal VAVBUB 236ms VB uBAB1－29 以水标定某转子流量计转子材料的密度为11000kg m-3现将转子换成形状相同密度为1150kg m-3的塑料用来测量压强为730mm Hg温度为100℃的空气流量设流量系数CR不变在同一刻度下空气流量为水流量的若干倍[112]解空气的密度在同一刻度下1－30 一转子流量计的锥形玻璃管在最大和最小刻度处的直径为d1＝28mmd2＝265mm转子的形状如附图所示其最大直径d＝26mm试求1该转子流量计的最大与最小可测流量之比2若采用切削转子最大直径的方法将最大可测流量提高20％转子最大直径应缩小至多少此时最大与最小可测流量之比为多少假设切削前后CR基本不变习题1－30 附图[ 1 41 2 256mm 274]解1切削前2设切削后转子直径为d最大可测流量为V据题意因切削量很小故CR基本不变的假定符合实际情况切削后转子流量计的可测流量比为可见转子切削后最大可测流量增大而流量计的可测范围缩小了第四章传热及换热设备1．用平板法测定材料的热传导系数主要部件为被测材料构成的平板其一侧用电热器加热另一侧用冷水将热量移走同时板的两侧用热电偶测量表面温度设平板的热传导面积为003m2厚度为001m测量数据如下电热器材料表面温度℃安培数A伏特数V高温面低温面282314011530020010050试求1该材料的热传导系数该材料热传导系数与温度的关系为线性 1 0at λλ则0λ和a值为多少解 1 tAbQΔλ650 100300 030010140821 ××× λwmk590 50200 03001051322 ××× λwmk2 21λλλ 2 065059 062wmk2 0λλ 1at065 0λ 1200a 059 0λ 1125a解得 0λ 049 a 163×10-32．平壁炉的炉壁由三种材料组成其厚度和热导热系数如下序号材料厚度bmm热导热系数λWm-1℃-11内层耐火砖2001072绝缘砖1000143钢645若耐火砖内层表面的温度t1为1150℃钢板外表面温度t2为30℃又测得通过炉壁的热损失为300Wm-2试计算热传导的热通量若计算结果与实测的热损失不符试分析原因并计算附加热阻 1钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理解 12424500601401007120301150 Δ∑∑RtAQ wm2计算比测量大存在附加热阻由于层与层之间接触不好有空气设附加热阻为Ri 则300Ri4500601401007120301150Ri 283mkw3．设计一燃烧炉拟用三层砖即耐火砖绝热砖和普通砖耐火砖和普通砖的厚度为05m和025m三种砖的热传导系数分别为102Wm-1 ℃-1014 Wm-1 ℃-1和092 Wm-1 ℃-1已知耐火砖内侧为1000℃外界温度为35℃试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃普通砖不超过138℃解 222111btbtAQΔΔλλ1λ 102wm℃ b1 05m 94010001 Δt2λ 014wm℃ b2 1389402 Δt解得 b2 092m4．有一外径为150mm的钢管为减少热损失今在管外包以两层绝热层已知两种绝热材料的热传导系数之比212 λλ两层绝热层厚度相等皆为30mm试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小设两种情况下两绝热层的内外温度不变解λ1小的导热系数包在内层热损失小由 2221111mmiiAbAbtRtQλλΔΔ∑∑ 2mA2323ln 2rrrrL π及 222111mmAbAbtQλλΔ′ 1mA1212ln 2rrrrL π常数 b1 b2 tΔ可以证明 21XXXXXXXXXXmmmmAAAAλλλλ 122λλ第一种热阻大所以热损失少 2钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理5 外径为50mm的管子其外包扎有一层厚度为40mm热传导系数为013 Wm-1℃-1的绝热材料管子外表面的平均温度t1为800℃现拟在绝热材料外再包扎一层热传导系数为009 Wm-1℃-1的氧化镁绝热层使该层的外表面温度t3为87℃设管子的外表面温度仍为800℃外界环境温度tα为20℃试求氧化绝热层的厚度假设各层间接触良好解t1 800℃ t2 t3 87℃ ta 20℃r1 25mm r2 65mm r3 r2x 65x mmλ1 013 wm2k λ2 009 wm2k hT 940052×87-20 1288wm2Kq 12211ln 2rrttLλπ 2087 ln 223322 LdhrrttLTπλπd 0050082×10-3 x 0132×10-3 x解得x 18mm6．试用量纲分析法推导壁面和流体间强制对流传热系数h的准数关联式已知h为下列变量的函数 luCfhpμρλ式中λCpρμ分别为流体的热传导系数比定压热容密度粘度u为流体流速l为传热设备定型尺寸解设 1 gfecdpbLuCQhμρλ由量纲式 TMh3θ TML3θλθLU θμLM KLCp22θ 3LMρ []LL 代入1 两边的量纲相同可以解得 yxafNuPrRePr Re′a′x为常数由试验确定 y7．苯流过一套管换热器的环隙自20℃升至80℃该换热器的内管规格为φ19×25mm外管规格为φ38×3mm苯的流量为1800kgh-1试求苯对内管壁的对流表面传热系数解 t 8020 2 60℃由附表得苯在60℃的物性830 ρkgm3 PaS 310320× μ2 PCkJkgk 1360 λwm2℃环隙当量直径 1319320 iedddmm环隙中苯的流速 5483001304360018002 ×××πρAwums 451010521Re ×μρdu 3180PrRe0230 Nu 3钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理74136010320102Pr33 ×××λμpC 8535 Nu 5605013013608535 ×deNuhλwm2℃8． 2atm20℃下60m3h-1的空气在套管换热器的管内被加热到80℃内管直径为Φ57×35mm长度为3m试求管壁对空气的对流表面传热系数解 5028020 t℃在此温度下空气的物性参数 192323082050292 ×× RTPMρkgm3 0171 pCkJkgk2108262× λwmk PaS 510961× μ6980Pr 5805043600602 ×× πAVums ××× 51096105019258Reμρdu47×1041043080PrRe0230 Nu＝ 1126980 1074 023030804 ×××3630501082621122 ×× dNuhiλwm2℃9．温度为90℃的甲苯以1500 kgh-1的流量通过蛇管而被冷却至30℃蛇管的直径为Φ57×35mm弯曲半径为06m试求甲苯对蛇管的对流表面传热系数解 6023090 t℃在此温度下甲苯的物性参数380 μ×10-3 PaS 18 kJkgk pC1260 λwmk 830 ρkgm3 ×××× 3210380050050436001500Reπμρdu279×104 104 4351260103801081Pr33 ××× λuCp直管hi 3180Pr0Re0230idλ0023×0501260× 279×104 08 ×31435365wm2k4钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理蛇管 hi＝hi直管4395 600501 365 531 ××ciddwm2kcd 弯曲半径管半径 id10．有一双管程列管换热器由96根φ25×25mm的钢管组成苯在管内流动由20℃被加热到80℃苯的流量为95 kgs-1壳程中通入水蒸气进行加热试求1壁对苯的对流表面传热系数2苯的流率增加一倍其它条件不变此时的对流表面传热系数3管径降为原来12其它条件与1相同此时对流表面传热系数又为多少解 28020 t 50℃在此温度下甲苯的物性参数91 pCkJkgk μ037×10-3PaS 840 ρkgm31380 λwmk 750 ρAWms ××× 310370020840750Reμρud34×104104 0951380103701091Pr33 ××× λuCp 3080PrRe0230 Nu1581 1091 dNuhiλwm2k2流率增加一倍 12WW 12uu 2因此 121uuhhii 08 208 174189810917411 × ihwm2k3 半径减半 12uu 212112ddAAAWAW ρρ22 12dd 124uu 121uuhhii 08 21dd02 348 379948310911 × ihwm2k5钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理1112．饱和温度为100℃的水蒸气在长为25m外径为38mm的竖直圆管外冷凝管外壁温度为92℃试求每小时蒸气冷凝量又若将管子水平放置每小时蒸气冷凝量又为多少解 962100922 wsttt℃定性温度下的物性0168 λ×10-2 wmk 960 ρkgm3 6829 μ×10-5 PaS082268 γkJkg L 25m冷凝传热膜系数4132] [9430wsttLgh μλγρ代入以上数据得 h54136 wm2kwrthAq ×××× Δ 92100 52038065413π226808×103 ww57×10-3kgs 205kgh当管子水平放置管外径do 0038m传热膜系数41094307250 ′dLhh 219h′ 219×54136 118536wm2kwrtAhq Δ′310082268 92100 520380611853×××××πw 125×10-2kgs 45kgh13在下列的各种列管换热器中每小时将29400kg的某种溶液从20℃加热到50℃溶液在列管内流动加热介质的进口温度为100℃出口温度为60℃试求下面情况下的平均温度差1 壳方和管方流体均为单程的换热器假设两流体呈逆流流动2 壳方和管方流体分别为单程和四程的换热器3 壳方和管方流体分别为二程和四程的换热器解1 kgh 29400 W201 t℃→502 t℃601 T℃←1002 T℃401 Δt℃ 502 Δt℃4525040 Δmt℃ 24512 ΔΔtt或者＝448℃′Δmt6钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理2由＝448℃′Δmt3750201002050 P 331205060100 R由图4-40a 940 Δtψ mtΔ 142844940 ×′Δ×Δmttψ℃3同理由图4-40b 970 Δtψ mtΔ 543844970 ×′Δ×Δmttψ℃14一列管换热器管外用20×105Pa的饱和水蒸气加热空气使空气温度从20℃加热到80℃流量为2000kgh-1现因生产任务变化如空气流量增加50％进出口温度仍维持不变问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务解 28020 t 50℃空气在50℃下的物性参数0931 ρkgm3 6980Pr 0171 pCkJkgk 0280 λwmk水蒸气在5Pa的饱和温度102× P2120 sT℃1211ttCwqp 11mtAhΔ 11222ttCwqp 12mtAhΔ 2设为强制湍流在新的空气流量下饱和蒸汽温度为Ts1由1和2式得51121212 ΔΔtmthhwwm0812mmttΔΔ15 8012020120ln20801 Δmt 8020ln2080112 ΔTsTstm解得 125℃使蒸气饱和温度提高到125℃即可 1ST15在一套管式换热器内管为φ180×10mm的钢管用水冷却原油采用逆流操作水在内管中流动冷却水的进口温度为15℃出口温度为55℃原油在环隙中流动流量为500 kgh-1其平均比定压热容为335kJkg-1℃-1要求从90℃冷却至40℃已知水侧的对流表面传热系数为1000Wm-2℃-1油侧的对流表面传热系数为299 Wm-2℃-1管壁热阻及垢阻忽略不计试求1所需冷却水用量水的比热取418 kJkg-1℃-1忽略热损失2总传热系数3套管换热器的有效传热长度4若冷却水进口温度变为20℃问此时会出现什么情况解1 21221211TTCwttCwqpp×418×55-15 500×335×90-40 1w500kgh 1w7钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理2 Ko 2242991XXXXXXXXXX11000 hdhdiwm2k3 151 t℃→552 t℃401 T℃←902 T℃251 Δt℃ 352 Δt℃mtAKqΔ 00 7292535ln2535 Δmt℃ 1555 1843600500×××103 224×018×L×297×πL 617m4 201 t℃a 若维持水的流量及其它的条件不变则水的出口温度 6020184500 4090 3535002 ××× t℃水的出口温度过高导致结垢b 若水的出口温度不变则必须增加水的流率由 572 2050 184 4090 3535002 ××× wkgh此时换热器的管长也变化即需要换一个热交换器16在并流的换热器中用水冷却油水的进出口温度分别为15℃和40℃油的进出口温度分别为150℃和100℃现因生产任务要求油的出口温度降至80℃设油和水的流量进口温度及物性均不变若原换热器的管长为1m试求将此换热器的管长增至若干米后才能满足要求设换热器的热损失可以忽略解在原冷却器中对油 100150 11 pCwq 1对水 1540 22 pCwq 2并流时 135151501 Δt℃60401002 Δt℃59260135ln60135 Δmt℃mtAKqΔ 00 100150 11pCw 8钟理伍钦化工原理课后习题答案 0818209 整理在新的冷却塔中对油 80150 111 pCwq 3对水 15 2221 tCwqp 4解上述方程得 50℃ 2t10101mtAKqΔ 80150 11pCw135151501 Δt℃3050802 Δt℃86950135ln30135 Δmt℃ 5928691XXXXXXXXXX11LL 1L 185L 185m 下册第一章蒸馏1 苯酚 C6H5OH A 和对甲酚 C6H4 CH3 OH B 的饱和蒸气压数据为温度T℃苯酚蒸气压kPa 对甲酚蒸气压kPa 温度t℃苯酚蒸气压kPa 对甲酚蒸气压 kPa 1137 1146115411631170 10010410811191158 7707948285876 11781186119412001199124312851326906939970100试按总压P 75mmHg 绝压计算该物系的t-x-y数据此物系为理想体系解总压 P 75mmHg 10kp由拉乌尔定律得出 xA＋xB P所以xA yA因此所求得的t-x-y数据如下t ℃ x y1137 1 11146 0837 08711154 0692 07481170 0440 05091178 0321 03851186 0201 02491194 0095 01221200 0 02 承接第一题利用各组数据计算1在x 0至x 1范围内各点的相对挥发度取各的算术平均值为算出对的最。
第一章流体流动补充习题 合工大 化工原理
第一章 流体流动问答题（1）下图为一典型的简单管路。
设各段管径相同，液体做稳态流动。
现将阀门由全开转为半开，试分析下述参数如何变化？（1） u ； (2)p A ； (3)p B答：（1）阀门关小，其阻力系数增大，B A f h -,增大，又Z1不变，即截面1流体的总机械能一定，故u 减小。
（2）考察1、A 两个截面间的能量转换关系：由u 减小知A f h -1,必减小，又Z1不变，故P A 增大。
（3）在管段B 、2之间做能量衡算：u 减小，2,-B f h 减小，又P 2不变，故P B 将减小。
分析：对上述简单管路可以引发如下的结论：a.任何局部阻力系数的增加都会导致管路各处的流速下降；b.上游阻力增大将使下游压强下降；c.下游阻力增大将使上游压强上升。
其中第c 条应予以特殊注意，说明管路是一个整体，下游的变化同样影响着上游，任一局部变化都会使原有的能量平衡遭到破坏，随后再依新的条件建立起新的能量平衡。
（2）离心泵的特性曲线H －Q 与管路的特性曲线He －Qe 有何不同？二者的交点意味着什么？答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离心泵的特性曲线。
这里讨论的是其中的一条H －Q 曲线。
它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供的压头即做功本领之间的对应关系。
该曲线由生产厂家测定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构（如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所在的管路及其他外界条件无关。
所以离心泵的特性曲线图只须注明型号、转速即可。
二者的交点称为泵在该管路上的工作点。
意味’着它所对应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离心泵所提供，即。
换言之，交点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。
离心泵只能在这一点工作。
填空题（1）边界层的形成是液体具有 的结果。
答案：粘性分析：由于流体具有粘性，使壁面粘附一层停滞不动的流体层；同样还是因为流体具有粘性，使得静止层流体与其相邻的流体层间产生内磨擦力，导致相邻流体层速度减慢。
化工原理课后习题答案
化工原理课后习题答案题目：一、硝酸铵可以通过下面几种不同的反应获得：（1）由氨和硝酸钾的水解反应：NH3 + KNO3 → NH4NO3（2）由氧化铵盐和硝酸盐的混合溶液水解反应：2NH4NO3 → NH3 + H2O + 2NO2 + O2（3）由铵盐和氯盐的反应：2NH4Cl → NH4NO3 + HCl（4）由氨气和氯气的反应：2NH3 + 2Cl2 → NH4NO3 + 2HCl二、氯化钠和钠硝酸可以通过下面几种不同的反应获得：（1）由氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应：NaClO + KNO3 → NaNO3 + KCl（2）由氯气和钠氧化物混合溶液的反应：Cl2 + 2NaOH → 2NaCl + H2O + O2（3）由氯化钡和氯化钠的混合溶液水解反应：BaCl2 + 2NaCl → BaCl2 + 2NaNO3（4）由氨和氯化钠反应得到：NH3 + NaCl → NH4Cl + NaNO3答案：一、硝酸铵（ammonium nitrate）可以通过下面几种不同的反应来获得。
（1）氨和硝酸钾水解反应（Ammonia and Potassium Nitrate Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，氨气和硝酸钾的混合溶液会发生水解反应：NH3 + KNO3 → NH4NO3.（2）氧化铵盐和硝酸盐的水解反应（Oxidation of Ammonium Salts and Nitrate Salts Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，混合溶液会发生水解反应：2NH4NO3 → NH3 + H2O + 2NO2 + O2（3）铵盐和氯盐的反应（Ammonium Salts and Chloride Reaction）：当氯化物溶液和铵盐溶液混合时，可以产生硝酸铵：2NH4Cl → NH4NO3 + HCl（4）氨气和氯气的反应（Ammonia and Chlorine Gas Reaction）：在高温和催化剂条件下，氨气和氯气可以发生反应，生成硝酸铵：2NH3 + 2Cl2 → NH4NO3 + 2HCl二、氯化钠（Sodium Chloride）和钠硝酸（Sodium Nitrate）可以通过下面几种不同的反应来获得：（1）氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应（Sodium Chloride Oxidation Reagent and Potassium Nitrate Mixture Reaction）：在适当的条件下，氯化钠氧化钠试剂溶液和硝酸钾混合溶液的反应会形成氯化钠和钠硝酸：NaClO + KNO3 → NaNO3 + KCl（2）氯气和钠氧化物混合溶液反应（Chlorine Gas and Sodium Oxide Mixture Reaction）：当氯气和钠氧化物混合溶液反应时，可以产生氯化钠和钠硝酸：Cl2 + 2NaOH → 2NaCl + H2O + O2（3）氯化钡和氯化钠的水解反应（Barium Chloride and Sodium Chloride Hydrolysis Reaction）：在适当的温度和压力下，氯化钡和氯化钠的混合溶液水解反应可以产生产氯化钠和钠硝酸：BaCl2 + 2NaCl → BaCl2 + 2NaNO3（4）氨和氯化钠反应（Ammonia and Sodium Chloride Reaction）：在适当的温度和压力下，氨和氯化钠反应可以产生氯化钠和钠硝酸：NH3 + NaCl → NH4Cl + NaNO3。
《化工原理》上册(第二版)各章节课后习题答案
22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW 23 R = 6.3×10-3m2·℃/W
24 n = 31 ; L = 1.65m
25 L = 9.53m
26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m2
27 qm2
=
10.9kg/s
;
n
=
36
;
L
=
2.06m
;
q, m1
= 2.24kg/s
第六章 传热 1 δ1 = 0.22m ; δ2Байду номын сангаас= 0.1m 2 t1 = 800℃
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《化工原理》上册（第二版）各章节课后习题答案
3 t1 = 405℃ 4 δ = 50mm 5 (λ’-λ)/ λ = -19.7﹪ 6略 7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层 8 a = 330W/m2*℃ 9 a = 252.5W/ m2*℃ 10 q = 3.69kw/m2 11 q1/q2 =1 12 w = 3.72×10-3kg/s ; w’= 7.51×10-3kg/s 13 Tg = 312℃ 14 Tw = 746K 15 τ = 3.3hr 16 εA = 0.48 ; εB = 0.40 17 略
第二章 流体输送机械
化工原理课后习题答案(全)
绪论1解：换算因数： 1.010********/==⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅sm kg s m s cm g sN m scm g spa scm g∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解：51001325.1Paatm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3mm mkg mmm kg h 4921000600820h 3323=⋅⨯⋅==--水油ρρ h=h 1+h 3=892mm5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m6解：h=P(表压)/ ρ水g =81.9*10001000*10 =1.02 m7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/ss m kg u AWsG ⋅=⨯===2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：fh Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u∴9.81*9=9.81*4+222u +40*222u∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为u 1=4Vs/3600πd 2=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面，则：f h Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z2-Z1=24m P2=0 u2=0∴P1=(234.93+∑h f )*1000而3424.5001.01000*008.1*053.0Re===μρduε/d=0.2/53=0.00377查表得λ=0.0282 ∴∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。
化工原理课后题答案
化工原理课后题答案1. 请解释化学反应速率的概念，并列举影响化学反应速率的因素。
化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、压力、催化剂等。
温度升高会加快分子的运动速度，增加碰撞频率和能量，从而提高反应速率。
浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率，也会提高反应速率。
压力的增加对气相反应有影响，因为增加压力会使气体分子的密度增加，碰撞频率增加，反应速率也会增加。
催化剂是一种可以改变反应速率但本身不参与反应的物质，可以提高反应速率，降低活化能，加速反应的进行。
2. 请说明化学平衡的概念，并列举影响化学平衡的因素。
化学平衡是指在封闭容器中，当化学反应达到一定条件时，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
影响化学平衡的因素包括温度、压力、浓度、催化剂等。
温度的变化会影响平衡位置，对吸热反应和放热反应的影响不同。
压力的增加对气相反应有影响，根据Le Chatelier原理，增加压力会使平衡位置移向摩尔数较少的一侧。
浓度的变化也会影响平衡位置，增加某一种物质的浓度会使平衡位置移向另一侧。
催化剂可以影响反应速率，但不影响平衡位置。
3. 请解释原子结构中原子核的构成和特点。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的直径约为10^-15米，占据整个原子体积的极小部分，但质子和中子的质量占据了原子质量的绝大部分。
原子核带正电荷，因此原子核周围围绕着带负电的电子云，形成了原子的结构。
4. 请解释化学键的概念，并列举化学键的种类。
化学键是指原子之间通过共用电子或者电子转移而形成的连接。
化学键的种类包括离子键、共价键、金属键等。
离子键是通过正负电荷之间的静电作用形成的化学键，通常是金属和非金属之间的化合物。
共价键是通过原子之间共用电子而形成的化学键，常见于非金属之间的化合物。
金属键是金属原子之间通过电子海模型相互连接而形成的化学键。
5. 请解释化学反应的热力学基本概念，并列举热力学基本定律。
最新第二章流体输送设备课外习题及答案-合工大-化工原理
第二章流体输送设备一、问答题（1）为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？离心泵的特性是，流量越大，泵所需功率也越大。
当流量为零时，功率最小，避免电机起动电流过大而烧坏电机，同时也避免出口管线的水力冲击。
（2）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。
“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。
为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。
“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。
为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许安装高度。
（3）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵（正位移泵），压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体、管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。
（4）为什么往复泵在开泵前应将出口阀打开？因往复泵属正位移泵（容积式泵），活塞在一定转速下作往复运动，需把吸入泵内的液体及时排出，否则会因液体的不可压缩性造成泵内压力急剧升高，而损坏泵体、电机。
故往复泵开泵前应将出口阀打开，使液体及时排出。
（5）离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量，液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量△u2/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。
化工原理第8章课后习题答案
第七章 习题解答1）拟用清水吸收空气与丙酮混合气中的丙酮。
混合气含丙酮4.5%（体积）。
操作条件：常压，25℃，塔底液相质量流速G L =6.34kg/(s ·m 2)，液相与气相质量流量之比为2.50，取操作气速为泛点气速的70%。
试比较采用25×25×2.5mm 瓷质拉西环乱堆与采用25×3.3mm 瓷之矩鞍形填料两种方案的空塔气速及每m 填料层压降。
按塔底条件计算，液相物性按水计。
填料。
，由等压线查得：横坐标为，图上纵坐标为同。
在两方案计算压降方法相））（（瓷矩鞍形填料乱堆：）（））（（瓷拉西环乱堆：）（））（（，即坐标为图，乱堆填料泛点线纵查）（））（（）（，气相：，清水计，解：液相；按m O mmH t Ec sm UUmmm sm UUmmm g Ut Ec G G mkg M CPm kg C ffffLLVfVL V L VLL/900881.00735.015.07.0ker /945.115.08937.0997239.181.913203203.3252/64.115.08937.0997239.181.914504505.22525115.0//15.0ker 0881.0997/239.150.2///239.12988314/3.3010013.13.30%5.458%5.95298937.0/99725222.0212.0215.025.05.0353=⨯=∴=⨯⨯=⨯=∴=⨯⨯=⨯⨯====⨯⨯⨯==⨯+⨯===--ϕϕμρρψϕρρρμρ2）承第1题，试计算采用瓷矩鞍形填料时的k G a ，该填料的名义尺寸为25mm 。
322.03205.0221.0375.02.0205.0221.075.03233/6.1342585216.05216.05216.0]2581094.7199734.681.999725834.68937.02581034.694.716145.1exp[1]45.1exp[11/258/1061/61/1049.7125m m G gG G mm mN cm dyn m N C wLLLL LLCwWC =⨯==∴=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=--==⨯==⨯=-----ααασρραμασσαααασσ）（）（）（）（）（）（）（）（：）计算（，查得清水，解：2)计算k L 与K Lm ：计算丙酮在水中的分子扩散系数D L ：）（）（）（）（）（）（即）（）（）（）（）（）（）（）（摩尔体积3343244.035.0933/233/134.02/13/23/129256.05.08/0158.06.13410177.1/10177.1102525810277.1997108937.08937.06.1341034.60051.081.98937.010*******.0/10277.1/10277.1748937.0252.273186.2104.7744.767.338.14------------⋅⋅⋅=⨯⨯=⨯=∴⋅⋅⋅⨯=∴⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯=⨯=⨯+⨯⨯==+⨯+⨯=m kmol m s kmol k k m kmol m s kmol k k dp D G g k s m scm D V WL La L LLL L L W L L L LL A ααρμμαμρ3）承第1题，试计算采用瓷矩鞍形填料时的k L a ，该填料的名义尺寸为25mm 。
(化学工业出版社化工原理课后习题答案
第一章1-1 0.898 3-⋅kg m 1-2 633mmHg 1-3 1.78z m ∆= 1-4 H =8.53m1-5 1720AB p mmHg ∆= 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅1-7 在大管中：11211114.575,0.689,1261----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 在小管中： 11212224.575, 1.274,2331----=⋅=⋅=⋅⋅m kg s u m s G kg m s 1-8 6.68m解 取高位槽液面为1-1，喷头入口处截面为2-2面。
根据机械能横算方程，有 gz 1 + u 12/2 + p 1/ρ=gz 2+u 22/2+p 2/ρ+w f式中，u 1 =0，p 2 =0，u 2 =2.2 m .s-1，p 2 = 40*103 Pa ，w f =25J.kg-1，代入上式得 Δz =u 22/2g+p 2–p 1/ρg+w f /g=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81 =6.68m 1-9 43.2kW解 对容器A 液面1-1至塔内管出口截面2-2处列机械能衡算式2211221e 2f u p u p g z + + +w =gz +++w 22ρρ已知 z 1=2.1m ，z 2 =36m , u 1 =0, 2u 的速度头已计入损失中，p 1=0, p 2=2.16*106 Pa,f w =122J.kg -1, 将这些数据代入上式得e w = (z 2-z 1)g+p 2/ρ+ fw=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率N e =e s w m =2882*15/1000=43.2kw 1-10 (1) 4.36Kw ；(2) 0.227MPa1-11 B 处测压管水位高，水位相差172mm 1-12 H=5.4m ，pa=36.2kPa解 在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得22112212u p u pg z + + =gz ++22ρρ即22122112p p ()2--+-=u u g z z ρ(a) z 1、z 2 可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a -a ，由静力学方程得p 1+ρg(z 1-z 2)+ ρgR=p 2+Hg gR ρ 即1212()Hg P P g z z gR ρρρρ--+-=⨯ (b) 由式(a)和式(b)可得2231211360010009.8180109.89.21000Hg u u gR J kg ρρρ-----=⨯=⨯⨯⨯= （c ） 又由连续性方程知 u 2= u 1(d 1/d 2)2= u 1⨯ (125/100)2=1.252 u 1 代入式（c ）得 （1.252 u 1）2 - u 12=2⨯9.89 u 1=3.70m.s -1 于是 u 2=1.252⨯ 3.70=5.781.m s -喷嘴处 u 3= u 1（d 1/d 3）2=3.70⨯125/75）2=10.281.m s -在截面0-0与3-3间列机械能衡算式H= u 32/2g=10.282/2⨯9.81=5.39m 在截面0-0与a -a 间列伯努利方程 H=u 22/2g+ p A /ρg故有 p A =ρgH -222u ⨯ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2⨯ 310Pa1-13 d≤39mm1-14 水0.0326m·s -1，空气2.21m·s -1 1-15 (1) 38.3kPa ； (2) 42.3% 1-16 不矛盾 1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍；(2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍 1-19 0.37kW 1-20 2.08kW1-21 0.197m ；不能使用 解 （1）求铸铁管直径取10℃氺的密度ρ=10001.kg m -,查附录五知μ=1.305 ⨯ 310-Pa.s取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程2221122f u u p p g z w ρ--∆++=因u 1、u 2、p 1、p 2皆为零，故g z ∆= f w （a ）式中，z∆=45m , 2222581000300() 5.62923600f l u w d d d λλλπ⨯===代入式（a ）得 9.81 ⨯ 45=55.629d λ5d =0.01275λ (b)λ的范围约为0.02-0.03，现知V S 很大，Re 也大，故λ的初值可取小些。
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第66面，第21题：3-34A 22p39220=998.2kg/m , =1.00510 Pa s, 7.8610u 0.401/,57 3.52()441000vAA q m s d ρμππ-⨯⨯===-⨯⨯gBC 查课本面度水的性质：水在总管内的流速：同理求出水在B 支管和C 支管内的流速：u =1.01m/s, u =1.5m/s.按照流体流向，设高位槽液面为1-1截面，总管分支处为2-2截面，反应器内支管B 出口内侧为3-3截面，吸收塔212()20.00410.082, 1.48,AAAA l le ud gz m ρεμλλλλ→→→+==+=∑∑∑A A A f12B f23C 内支管C 出口内侧为4-4截面。
d u 由总管内流动的雷诺数（Re==19914)和管壁的相对粗糙度(/d=0.003)，查p40面Moody 图，得总管内=0.025,总管阻力损失：H 同理求得B 支管=0.038,B 支管阻力损失：H 由C 支管内流动的雷诺数和管壁的相对粗糙度求得：= 4.13m →=∑f24A 4C A A 0.036,C 支管阻力损失：H ,在1-1，2-2和3-3截面之间进行机械能恒算，将已知条件代入，可求得：z =10.8m,在1-1，2-2和4-4截面之间进行机械能恒算（其中u =u )，可求得：z =12.4m.取z 中较大值，即：高位槽液面至少高于地面12.4m 。
第67面，第23题：9.8ρρρρ⨯⨯⨯⨯3水银32水银当闸阀关闭时，管道内水流速为零，设贮槽液面为1-1截面，U 管压差计与放水管连接处的管截面为2-2截面，由静力学基本方程，可求得：贮槽液面和放水管轴线所处水平面之间13.6106001500的高差为：H=R-h=-=6.68m 。
当闸阀部分开启时：U 管压差计内99810001000流体仍静止，由静力学基本方程：2-2截面处压力为：p （表压）=gR-gh=13.61010.49989.81 1.439600,11221122Pa π⨯-⨯⨯=--⨯--232v 222在截面和截面之间进行机械能恒算：可求得u =3.14m/s,流量为：q =d u =88.7m /h. 当闸阀全开时，4在1-1截面和放水管出口内侧之间进行机械能恒算，可求得放水管内流速u =3.51m/s, 在截面和截面之间进行机械能恒算时，求得p （表压）=39259Pa.第67面，第24题：520011201012201( 1.01310)27.9/,7601050,:()0.1,551136:0.595,4.44/,:()0.44/,J kgA dp CA ddu C m s u u m sdρ=⨯⨯⨯===-=====1211设液体与水的性质接近，并设管路直径为8.1cm, 液体通过孔板孔口的p-p压力损失为:设液体在管内流动的Re大于临界值由查面的图得液体孔口液体在管内流速管内Re⨯4v11=37574大于临界值(约为2.510)，说明假设成立，q=u A=2.40kg/s。
第67面，第26题：2500/,1.3325003325/L hL h===⨯=v液体v水v水v液体最大刻度处对应的流量为转子流量计最大流量，由：q和水的最大流量q求得：qq。
第91面，第1题：.ρ⨯32v3v v以低位贮槽液面和高位贮槽液面分别为1-1截面和2-2截面，进行机械能衡算，利用课本p73面的2-7和2-8式，求得管路特性曲线为：H=11.12+27.510q再利用题目离心泵特性曲线数据，画图求管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点处（工作点）的坐标为：q=0.0285(m/s),H=33.5m, 所以：Pe=Hq g=9366W。
第91面，第2题：,01()2.45vr fPNPSH Hgmρρ----∑=≈g,允许g,允许P利用离心泵的安装高度计算式：H=由已知条件，并g查取p396面附录4里面20度水的性质，得：H小于3m，可见将发生汽蚀，应至少降低：3-2.45+0.51m。
第91面，第3题：22513/2/,0.0665,2.09/360000651.3510,/0.001,400.022, 3.39,23.39,fm s u m s mm sdd p MoodyH m H m Hππρεμλ-====⨯⨯=⨯==∑==v实际在之间选择水的流速按最大流量计算管内径q25选公称直径为65mm的管路，实际流速u=。
查.44du水的性质，求得：Re=由：查面图，得：则：阻力损失管路需要的压头根据和最大415,98065125p IS--rg,允许流量查附录选择型号的离心泵比较合适，在效率64%,(NPSH)=3.0m,根据离心泵安装高度计算式求得：H=6.9m, 由于实际安装高度小于6.9m，所以不会发生汽蚀。
3300127000.757937.5/12700/1.2 1.21.18 1.9 1.57,0.75T Tm h m hp p kPa Pa ρρρρ⨯==∠==⨯=v v00将实际条件下的风量和风压换算成标准条件的下的风量和风压,再进行比较：q q =大于可见，风机的风量能满足要求，但风压不能满足要求。
第113面，第1题：36395,4,100510,,18.110,,18p Pa s Pa s ρμρμρρμ--=⨯=⨯⨯∠g g 3水水3空气空气2p p 0-40水查附录，20度水的性质，=998.2kg/m .再查p394,附录3,20度干空气的性质,=1.205kg/m (d )(-)g假设球形颗粒沉降处于层流区（斯托克斯区）,利用斯托克斯公式:u =计算球形颗粒在水中的沉降速度为4.8910m/s, Re =0.0152,说明假设正∠0空气确.再计算球形颗粒在空气中的沉降速度为0.0542m/s,Re =0.1082,说明假设正确。
第113面，第2题：3940.25/,Re 0.6992,v p q du m s BL ρμρμμ⨯===∠g -6pc pc 01查面干空气在常压，100度的性质：=0.946kg/m3, =21.910Pa s,操作条件下的气体按空气处理，假设球形颗粒沉降处于斯托克斯区,能100%除去的颗粒直径即临界粒径，由p96,式3-17：d 计算得：d =64.7m, 沉降速度u =说明颗粒沉降在斯托克斯区。
0.00.149/,1859.6%m s ttρρμ==2p p 020201(d )(-)g5mm 颗粒的沉降速度为：u ==直径为0.05mm颗粒的能被除去的百分率等于相同时间t 内其沉降高度与临界粒径颗粒的沉降u 高度之比：。
u第113面，第4题：将恒压过滤方程22322222222/,/e e e e e q qq K q q K Kdq q q q K Kq m s q m m K Kτττττττ+==+∆∆∆=+∆∆⨯=⨯∆-5-3d 两边对求微分，将方程变换成的形式，并以dq 和q 分别代替d 和，得，再利用题目的数据以为横坐标，q 为纵坐标，求得截矩和斜率，得：K=1.1610 1.1610。
q23332600.85108.5,100.255,10000.255 3.19,0.375/,40.08A m m VV m q m m A=⨯=⨯⨯=====e 0.85总过滤面积：滤渣体积=2滤液量 由第题的K 和q 以及恒压过滤方程得：充满滤渣需要的时间约为：12230秒。
第165面，第1题：2, 1.63/Q tq kw m A bλ∆==由q=得：。
第165面，第2题：Q tA bλ∆=2由通过各层平壁的导热通量 q=相等，得：q=289.7w/m ，耐火砖内侧和建筑砖外侧的温度分别为：861度和179度。
第165面，第4题：97.5/,w m =Q稳态传热时沿管子轴向通过各层单位长度的传热速率相同，即：均相等，LQ得：钢管与软木层接触面上的温度与管内温度接近，约为300度。
L第165面，第7题：0.80.42150250200,2()()326/p t c du w m Kαμλρααμλ+==⨯⨯=定性温度度查空气的性质并应用圆形管内强制湍流的计算公式=0.023求得.d第165面，第8题：0.80.328535602()()1785/p t c du w m Kαμλρααμλ+==⨯⨯=查水在定性温度度的性质,并利用圆形管内强制湍流的计算公式=0.023求得d第166面，第15题：1212:ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆利用对数平均温度差计算公式,求得:并流和逆流的对数平均温度差分别为61.5度和78.3度。
第166面，第18题：111222************()()(')(')'167'15743m p m p m m m p m p m m t Q q c T T q c t t KA t Q q c T T q c t t KA t T t t ∆=-=-=∆=-=-=∆==∆=逆逆逆并并并并参考化工原理多媒体课件传热=49.2度,由：逆流时：，并流计算一章里面的例题解法时：求得：度，，，度度。
第166面，第19题：211122()125/,33.7,39.9, 3.71,3.13m p m m m m QQ q c T T KJ s t t A m K t QA m K t =-=∆=∆===∆==∆并逆并并逆逆度度。
第166面，第23题：222211379/, 6.44,318/,767,o o o si so o m o i i i m oo o o d d bd R R Q K A t K d d d K w m K A m K w m K A m K αλαα=++++=∆====由： 和 ，求得：忽略污垢热阻时，有污垢热阻时，’’.。
要提高关键要除垢，并提高流体特别是油的值。
第190面，第1题：21044/()21.3(10585)s ss s m kg h H h D H h QA m K t K =--===∆-101LF(h -h )+W(H-h )+Q 浓缩液量：F-W=100kg/h,蒸汽消耗量 D=，传热面积 。
第190面，第4题：407120p 22查 面的表，40.8% CaCl 溶液的沸点为度，半高处CaCl 溶液的绝对压力为 107866 Pa, 查p395附录4，水的沸点为101.7度，因此溶液的实际沸点为：120+1.7=121.7度。
第238面，第4题：310.595/,0.932s s C H kmol m kpa m H P M HPρ==≈=g g 。
第238面，第8题：3423240.01/19.9, 1.210,0.05/100,610,e e CO kmol m kpa x x CO kmol m kpa x x --=-=⨯=-=⨯e e 对于浓度为 的水溶液：p-p 说明是吸收过程；对于浓度为 的水溶液：p -p 说明是解吸过程。