化学工程基础习题答案(武汉大学 第二版)

化学工程基础习题

第二章．P 69 1.解：o vac P P P =-绝

3313.31098.710o Pa P P --⨯=⨯=-绝即 385.410P Pa -⇒=⨯绝

o a P P P =-

333

85.41098.71013.310Pa Pa Pa

---=⨯-⨯=-⨯

2.解：

2212

12124

44()70d d de d d d d π

π

ππ-

=⨯=-=+ 3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有

22

1

21

2

d d u u =

若将直径减小一半，即1

2

d 2d =

2

1

4u u ⇒=

即液体的流速为原流速的4倍. 4.解：

g

u d L H f 22

⋅⋅=λ

2

111112

222

2222f f L u H d g

L u H d g

λλ=⋅⋅

=⋅⋅

2222222111

11211212

2

2222222

111

1112

2222222

1

2122221

21

226464Re 4,,26426426421()64412224116

1

111

2162416f f f f f f f f f f L u H d g L u H d g

du u u L L d d L u H d u d g L u H d u d g L u H d u d g H u L d g d u H H H H λλμλρ

μρμρμρμ

ρ⋅⋅

=

⋅⋅==

===⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅=

=⋅⋅⨯=

即产生的能量损失为原来的16倍。

6.解：1）雷诺数μ

ρud

=

Re

其中31000kg m ρ-=⋅，11.0u m s -=⋅

3252510d mm m -==⨯

3110cp Ps s μ-==⋅

故μ

ρud

=

Re 33

1000 1.0251010--⨯⨯⨯=

25000=

故为湍流。

2）要使管中水层流，则2000Re ≤

即33

10002510Re 200010m u

--⨯⨯⋅=

≤ 解得10.08u m s -≤⋅

7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A ′截面为2-2′截面，由伯努利方程

1222

11

12u u H 22f p p z z g g g g

ρρ++=+++ 其中1210,2;z m z m ==

121;0;f

f p p u H g

h

===

∑

则2

2

216.1510229.89.8

u u =++⨯ 解得

1）A-A ′截面处流量2u u =

12.17u m s -=⋅

2）q v Au ρ=

其中23211 3.14(10010)44

A d π-==⨯⨯⨯

327.8510m -=⨯ 12.17u m s -=⋅

3

3q 7.8510 2.17360061.32v m

h

-=⨯⨯⨯=

8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得

1222

11

12u u 22p p z z g g g g

ρρ++=++

其中2

1211,1H O z z p m gh ρ===

11120.5,u m s p gh ρ-=⋅=

221121220.2

()0.5 2.00.1

d u u m s d -==⨯=⋅

22

0.520.1929.829.8

h m ∆+==⨯⨯

15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，

由伯努利方程得

1222

11

12u u 22e f p p z H z H g g g g

ρρ+++=+++ 其中：12122,10;0z m z m u u ====

123a p 10013.6109.80.113332.2p 0vac p mmHg

p ==-=-⨯⨯⨯=-= 13332.219.61000

210(4)9.8980

19.613332.2

12.0814.08 1.38815.468

9.8980e e H g H g

ρ-+

+=++⨯=++=+=⨯

3215.4682(5310)9804

0.655kw 102

102

e V H q P π

ρ

-⨯⨯

⨯⨯⨯⋅⋅=

=

=

17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，

由伯努利方程得

1222

11

12u u 22e f p p z H z H g g g g

ρρ+++=+++ 其中：1112z 0,z 50;0m p p ==-=

20

9.8

f H =

20

5052.059.8

e H =+= 52.05361000

8.05kw 1021020.63600

e V H q P ρη⋅⋅⨯⨯=

==⨯⨯ 19.解：取贮槽液面为1-1′截面，

蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得

122211

12u u 22e f p p z H z H g g g g

ρρ+++=+++ 其中，11z 0,z 15;m ==

1332a 0,

2001013.6109.826656p 120

9.8

f p p H -==-⨯⨯⨯⨯=-= 12026656

1524.979.89.81200

e H =+-=⨯

24.97201200 1.632kw 1021023600

e V H q P ρ⋅⋅⨯⨯===⨯

20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，

出口管路压力表所在液面为2-2′截面， 由伯努利方程得

122211

12u u 22e f p p z H z H g g g g

ρρ+++=+++ 其中，12z 0,z 5.0;m ==