化工原理1-4_第四版课后答案[1]
《化工原理》第四版习题答案[1]
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绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。
解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。
试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y 质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。
试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中，溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH1000×0.l=100kg NaOHω=0.5（质量分数）NaOH1000×0.l=100kg NaClω=0.02（质量分数）H O1000×0.8=800kg 2H Oω=0.48（质量分数）2在全过程中，溶液中NaOH量保持一定，为100kg浓缩液量为/.=kg10005200200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg浓缩液中 NaCl的含量为200×0.02=4kg，故分离的 NaCl量为100-4=96kg第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。
化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)
绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2，试求溶液中CO 2的摩尔分数，水的密度为100kg/m 3。
解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。
试求：(1)甲醇的饱和蒸气压A p ；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度 3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%，均为质量分数。
试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。
在全过程中，溶液中的NaOH 量保持一定。
解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02（质量分数） 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48（质量分数）在全过程中，溶液中NaOH 量保持一定，为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg ，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ，故分离的 NaCl 量为100-4=96kg第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。
化工原理第四版思考题答案
化工原理第四版思考题答案【篇一：化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二：化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同，有哪3种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：（1）基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。
（2）热传导简称导热，是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量；对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量；辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波，向空间传播来传递热量。
4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思？答：由于x方向为热流方向，与温度梯度的方向正好相反。
q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：物质热导率的大小主要与物质种类（固、液、气）和温度有关。
一般来说，固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。
4-4 纯金属与其合金比较，热导率哪个大？答：在各类物质中，纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构，其孔隙中含有值小的空气。
密度越小，则所含的空气越多。
但如果密度太小，孔隙尺寸太长，其中空气的自然对流传热与辐射作用增强，反而使增大。
故非金属的保温材料的热导率与密度有关。
4-6 在两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小，哪一层热阻大？热阻大的原因是什么？答：（1）温度差较大的层热阻较大。
（2）对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等，即导热速率相同，采用数学上的等比定律可得。
由此可见，热阻大的保温层，分配与该层的温度差就越大，即温度差与热阻成正比。
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。
而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q，也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度？答：在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关，但热流密度却随着坐标r变化，故不能计算热流密度。
化工原理第四版课后答案化学工业出版社
13.64103 Pa 13.64 kPa
【1-10】常温的水在如习题 1-10 附图所示的管路中流动，为测量 A、B 两截面间的压
力差，安装了两个串联的 U 形管压差计，指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两 U 形
管的连接管中，充满空气。若测压前两 U 形压差计的水银液面为同一高度，试推导 A、B 两点的压力差 p 与液柱压力汁的读数 R1、R2 之间的关系式。
解 等压面 11'，p1 p '1 p1 pA H 水g
p '1 pB 0.5 H R 水g R汞g
由以上三式，得
习题 1-9 附图
4
pA pB R汞g 0.5 R 水g
已知 R 0.15m，汞 13600kg / m3 ，
pA pB 0.15136009.81 0.5 0.1510009.81
qm 160 kg / h
气
1.2
0.5 106 101325
5.92kg / m3
qV
160 5.92
m3／h
流速
160 / 5.92
u气
3600
4
0.0532 0.03352
5.67 m / s
习题 1-13 附图
习题 1-14 附图
【1-14】如习题 1-14 附图所示，从一主管向两支管输送 20℃的水。要求主管中水的流
解 容器上部空间的压力 p 29. 4kP（ a 表压）
液体密度 1250kg / m3 ，指示液密度 0 1400kg / m3
(1)压差计读数 R=? 在等压面 11'上p1 p '1
p1 p 3.2 1 h R g p '1 p 3.2 2 1 h g R0 g p 2.2 h R g p 2.2 h g R0 g
化工原理-第四版课后习题及思考题答案(全)
答：按照强制对流公式 4-12 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大？由于壁面不容易形成滴状冷凝，蒸 汽 冷凝多为膜状冷凝。影响膜状冷凝的因素有哪些？ 答：在滴状冷凝过程中，壁面的大部分面积直接暴露在蒸汽中，在这些部位没有液膜阻碍着 热流，故滴状冷凝的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。 影响膜状冷凝的因素有： （1）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，若温度差加大，则蒸汽冷凝速率增加， 因而液膜层厚度增加，使冷凝传热系数降低。 （2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜的密度、粘度及导热系数，蒸汽的 冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。 （3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一定的摩擦力，若蒸汽 和液膜同向流动，则摩擦力将是液膜加速，厚度减薄，使传热系数增大；若逆向流动，则相 反。但这种力若超过液膜重力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增加，对流传热 系数急剧增大。 （4）蒸汽中不凝气体含量的影响若蒸汽中含有空气或其它不凝性气体，则壁面可能为气 体（导热系数很小）层所遮盖，增加了一层附加热阻，使对流传热系数急剧下降。因此在冷 凝器的设计和操作中，都必须考虑排除不凝气。含有大量不凝气的蒸汽冷凝设备称为冷却冷 凝器，其计算方法需参考有关资料。 （5）冷凝壁面的影响若沿冷凝液流动方向积存的液体增多，则液膜增厚，使传热系数下 降，故在设计和安装冷凝器时，应正确安放冷凝壁面。例如，对于管束，冷凝液面从上面各 排流到下面各排，使液膜逐渐增厚，因此下面管子的传热系数比上排的要低。为了减薄下面 管排上液膜的厚度，一般需减少垂直列上的管子数目，或把管子的排列旋转一定的角度，使 冷凝液沿下一根管子的切向流过， 4-13 液体沸腾的两个基本条件是什么？ 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。 4-14 为什么核状沸腾的对流传热系数比膜状沸腾的传热系数大？影响核状沸腾的因素主要 有哪些？ 答：核状沸腾，气泡的生成速度、成长速度以及浮升速度都加快。气泡的剧烈运动使液体受 到剧烈的搅拌作用，增大。膜状沸腾传热需要通过气膜，所以其值比核状沸腾小。 影响核状沸腾的因素主要有：液体物性；温度差；操作压力；加热面状况；设备结构、 加热面形状和材料性质以及液体深度等。 4-15 同一液体，为什么沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热系数大？ 答：因为相变热比液体的热容大很多，所以沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热 系数大。 4-16 换热器中冷热流体在变温条件下操作时，为什么多采用逆流操作？在什么情况下可以 采 用并流操作？ 答：逆流时的平均温度差最大，并流时的平均温度差最小，其它流向的平均温度差介于逆流 和并流两者之间，因此就传热推动力而言，逆流优于并流和其它流动型式。当换热器的传热 量 Q 即总传热系数 K 一定时，采用逆流操作，所需的换热器传热面积较小。 在某些生产工艺要求下，若对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不得超过某一温 度，或热流体被冷却时不得低于某一温度，则宜采用并流操作。 4-17 换热器在折流或错流操作时的平均温差如何计算？
化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)
容器 B 的绝对压力
【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和 157kPa，当地大气压力为 101.3kPa。试
求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力
出口绝对压力 进、出口的压力差
流体的密度
【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为 0.4，试求该混合液在 20℃下
绪论
【 0-1】 1m3 水 中 溶 解 0.05kmol CO2， 试 求 溶 液 中 CO2 的 摩 尔 分 数 ， 水 的 密 度 为 100kg/m3。
解水
CO2 的摩尔分数
【0-2】在压力为 101325 、温度为 25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求： (1)甲醇的饱和蒸气压 ；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数 、质量分数 、浓度 、 质量浓度 表示。
【1-14】如习题 1-14 附图所示，从一主管向两支管输送 20℃的水。要求主管中水的流
速约为
，支管 1 与支管 2 中水的流量分别为
。试计算主管的内径，并从
无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。
解
主管的流量
体积流量
，流速
6
管径
选择
无缝钢管，内径为
，
主管内水的流速
连续性方程与伯努利方程
液量。在全过程中，溶液中的
量保持一定。
解 电解液 1000kg
浓缩液中
1000×0.l=100kg
=0.5（质量分数）
1000×0.l=100kg 1000×0.8=800kg
=0.02（质量分数） =0.48（质量分数）
在全过程中，溶液中 浓缩液量为
量保持一定，为 100kg
资料-陈敏恒化工原理第4版课后答案
1章答案（一）习题静压强及其应用1-1用如图1-2-1所示的U形压差计测量管路A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。
指示剂为汞，读数R＝120mm，当地大气压P a为760mmHg，试求：（1）A点的绝对压强，Pa；（2）A 点的表压，Pa。
图1-2-1解：已知则1-2为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图1-2-2所示的装置。
测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U形压差计读数为R＝130mm，通气管距贮槽底面h＝20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？图1-2-2解：已知：管道中空气缓慢流动，u＝0。
求：贮槽内液体的储存量W。
由题意，则故贮槽内液体的储存量为1-1一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm 的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少液柱静压力，以（N）表示；（2）槽底面所受的压强是多少（Pa）？解：已知：求：（1）人孔盖受力F（N）；（2）槽底压强P（Pa）。
（1）由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化，所以能够以孔盖中心处的压强对全面积求积得F为（2）槽底面所受的压强为1-2如图1-2-3所示为一油水分离器。
油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。
油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。
该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。
已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s＝500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。
今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。
图1-2-3解：已知：求：H（m）。
由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，，故1-1如图1-2-4所示复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。
化工原理第四版课后答案
第一章 流体流动流体的压力【1-1解 标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325 【1-2】解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169【1-3解 正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。
将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100)03690410006114ω⨯==⨯+⨯正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631684703ρ==+m kg m【1-4】混合液密度 ../3879048670．68718 ρ=⨯+⨯=m kg m【1-5】解 ...T K p kPa =+==+=27340313，101 35 5106 8 （绝对压力） 混合气体的摩尔质量....../2042802280324400716001186 =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=m M kg kmol(1)混合气体在操作条件下的密度为.../.m m pM kg m RT ρ⨯===⨯310681860763 *******(2)混合气体36000=V m ，摩尔体积为./.mmM m kmol ρ=31860763混合气体的量为 ..m mV n kmol M ρ⨯===60000763246 186流体静力学【1-6】解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa(2)管子上端空间的表压 表p表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p()真表=-=-1962019620 p p Pa -=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h'cclhh ρρ=4水 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594'.h m ⨯==10002125 1594【1-7】解 水的密度/3水=998ρkg m()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-8】解 容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa习题1-6附图习题1-8附图【1-9】。
化工原理第四版课后答案(化学工业出版社)
=0.5（质量分数）
1000×0.l=100kg 1000×0.8=800kg
=0.02（质量分数） =0.48（质量分数）
在全过程中，溶液中 浓缩液量为
量保持一定，为 100kg
200kg 浓缩液中，水的含量为 200×0.48=96kg，故水的蒸发量为 800-96=704kg
浓缩液中
的含量为 200×0.02=4kg，故分离的
增大到 时，试求压差计中水银指示液读数 是 R 的多少倍。设管内水的流动处于粗糙 管完全湍流区。
解 从习题 2-25 与习题 2-28 可知，U 形管液柱压差计的读数 R 与两截面间流体流动的
解已知管内径水的温度t20密度黏度流速雷诺数湍流管壁相对粗糙度查得摩擦系数这两个直管的摩擦阻力损失相同为1弹簧压力表读数之差值水平管在ab两截面列伯努利方程因故得垂直管在ab两截面间列伯努利方程以截面a为基准面上述计算结果表明垂直管的大于水平管的
绪论
【 0-1】 1m3 水 中 溶 解 0.05kmol CO2， 试 求 溶 液 中 CO2 的 摩 尔 分 数 ， 水 的 密 度 为 100kg/m3。
。这是因为流体在垂直管中
12
另从 U 形管压差计等压面处力的平衡，求得
由式 与式 ，求得 ②垂直管与前面相同，由伯努利方程得
另从 U 形管压差计等压面处力的平衡，求得
由式
，求得
从上述推导可知，垂直管与水平管的液柱压差计的读数 R 相同。有了读数 R 值，就可
以分别用式
求得水平管及垂直管的
。
【1-27】有一输送水的等直径（内径为 d）垂直管路，在相距 H 高度的两截面间安装一 U 形管液柱压差计。当管内水的流速为 时，测得压差计中水银指示液读数为 R。当流速由
化工原理(第四版)(王志魁)习题详解
第一章 流体流动流体的压力[1-1]容器A 中的气体表压为60kPa,容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa.试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力. 解 标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325[1-2]某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa,当地大气压力为101.3kPa.试求此设备的进、出口的绝对压力与进、出的压力差各为多少帕.解进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa进、出口的压力差流体的密度[1-3]正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度. 解正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100,正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114.将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (10410003690410006114)ω⨯==⨯+⨯ 正辛烷的质量分数..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684,正辛烷的密度为/kg m ρ=32703混合液的密度/..3169603690631684703ρ==+m kg m流体静力学[1-6]如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa.试求：<1>管子上端空间的绝对压力；<2>管子上端空间的表压；<3>管子上端空间的真空度；<4>若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m,h=2m 水柱.<1>管子上端空间的绝对压力绝p在水平面11'-处的压力平衡,有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa<2>管子上端空间的表压表p<3>管子上端空间的真空度真p<4>槽内为四氯化碳,管中液柱高度'h常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594 [1-8]如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为/31250kg m 的液体,液面高度为3.2m.容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m 与1m,容器上部空间的压力〔表压〕为29.4kPa.试求：<1>压差计读数〔指示液密度为/31400kg m 〕；<2>A 、B 两个弹簧压力表的读数.解容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度/31250ρ=kg m ,指示液密度/301400ρ=kg m<1>压差计读数R=?在等压面''1111上-=p p<2> ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410 流量与流速[1-12]有密度为/31800kg m 的液体,在内径为60mm 的管中输送到某处.若其流速为/0．8m s ,试求该液体的体积流量()3／m h 、质量流量()/kg s 与质量流速()/2⎡⎤⋅⎣⎦kg m s . 解<1> 体积流量./.223330．060．822610814 ／44ππ-==⨯⨯=⨯=V q d u m s m h<2> 质量流量../m V q q kg s ρ-==⨯⨯=3226101800407<3> 质量流速./().22407===1440 0064m q kg m s A ωπ⋅⨯ 连续性方程与伯努利方程[1-15]常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动.在截面1处的流速为./05m s ,管内径为200mm,截面2处的管内径为100mm.由于水的压力,截面1处产生1m 高的水柱.试计算习题1-6附图习题1-8附图在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少〔忽略从1到2处的压头损失〕?解./105=u m s另一计算法计算液柱高度时,用后一方法简便.[1-19]如习题1-19附图所示,有一高位槽输水系统,管径为.mm mm φ⨯5735.已知水在管路中流动的机械能损失为2452∑=⨯f u h <u 为管内流速>.试求水的流量为多少/3m h .欲使水的流量增加20%,应将高位槽水面升高多少米？解管径.005=d m ,机械能损失2452∑=⨯f u h <1> 以流出口截面处水平线为基准面,水的流量().../.V q d u m s m h ππ-==⨯⨯=⨯=22333200514628710103 ／44<2> ()'..10212=+=V V V q q q '..../221212146175 ==⨯=u u m s高位槽应升高..m -=7185218[1-23] <1>温度为20℃、流量为/4L s 的水,在.mm mmφ⨯5735的直管中流动,试判断流动类型；<2>在相同的条件下,水改为运动黏度为./244cm s 的油,试判断流动类型.解 <1>.,/.,./V d m q m s Pa s kg m μρ--==⨯=⨯⋅=3333005 410，1005109982流速./(.)Vq u m s d ππ-⨯===⨯3224102038 00544 雷诺数...Re ..5300520389982101104000为湍流100510ρμ-⨯⨯===⨯>⨯du <2> ././v cm s m s -==⨯242444410雷诺数..Re .400520382322000为层流4410-⨯===<⨯du v [1-28]水的温度为10℃,流量为330／L h ,在直径.mm mm φ⨯5735、长为100m 的直管中流动.习题1-15附图 习题1-16附图习题1-19附图 习题1-20附图此管为光滑管.<1>试计算此管路的摩擦损失；<2>若流量增加到990／L h ,试计算其摩擦损失.解 水在10℃时的密度.39997／ρ=kg m ,黏度.,.,Pa s d m l m μ-=⨯⋅==3130610 005 100,光滑管.<1> 体积流量 /.V q L h m h ==3330033／ 流速../.Vq u m s d ππ===⨯⨯⨯2203300467 3600360000544 雷诺数 . Re .30．050．046799971787层流130610ρμ-⨯⨯===⨯du 摩擦系数 Re 64640．03581787λ=== 摩擦损失 (.)/.f l u h J kg d λ==⨯⨯22100004670．0358=0．0781 20052<2> 体积流量 /.3990099 ／==V q L h m h因流量是原来的3倍,故流速../u m s =⨯=004673014雷诺数Re 178735360=⨯=湍流对于光滑管,摩擦系数λ用Blasius 方程式计算也可以从摩擦系数λ与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得,.0037λ=.摩擦损失 (.)/.22100014=0．037=0．725 20052f l u h J kg d λ=⨯⨯ [1-29]试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：<1>如习题1-29附图<a>所示,套管式换热器外管为mm mm φ⨯2199,内管为mm mm φ⨯1144；<2>如习题1-29附图<b>所示,列管式换热器外壳内径为500mm,列管为mm mm φ⨯252的管子174根.习题1-29附图解 <1>套管式换热器,内管外径.10114=d m ,外管内径.20201=d m当量直径 ...21020101140087=-=-=e d d d m<2> 列管式换热器,外壳内径.205=d m ,换热管外径.10025=d m ,根数174=n 根当量直径 ()(.)(.) .()..222221210517400254400291051740025ππ--⨯=⨯==++⨯e d nd d m d nd [1-32]如习题1-32附图所示,有黏度为.17⋅mPa s 、密度为/3765kg m 的液体,从高位槽经直径为mm mm φ⨯1144的钢管流入表压为0．16MPa 的密闭低位槽中.液体在钢管中的流速为m/1s ,钢管的相对粗糙度/0．002ε=d ,管路上的阀门当量长度50=e l d .两液槽的液面保持不变,试求两槽液面的垂直距离H.解在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H,以低位槽液面为基准面. ,.p p Pa u u ==⨯==61212（0表压）01610，两槽流速 0,液体密度/.33765，黏度1710ρμ-==⨯⋅kg m Pa s 雷诺数.Re ..430106176547710湍流1710ρμ-⨯⨯===⨯⨯du 管长30160190=+=l m ,阀门50=e l d,高位槽的管入口0．5ξ=,低位槽管出口=1ξ,90°弯头.075ξ=管路计算[1-35]用1689mm mm φ⨯的钢管输送流量为/60000kg h 的原油,管长为100km ,油管最大承受压力为.MPa 157.已知50℃时油的密度为/3890kg m ,黏度为181⋅mPa s .假设输油管水平铺设,其局部摩擦阻力损失忽略不计,试问为完成输油任务,中途需设置几个加压站？解.,,/m d m l km q kg h ===015 100 60000因为是等直径的水平管路,其流体的压力降为油管最大承受压力为.MPa 157加压站数 (273174157)==n 需设置2级加压,每级管长为50km,每级的./.27321365∆==p MPa ,低于油管最大承受压力.流量的测定[1-40]在管径3258mm mm φ⨯的管路中心处安装皮托测速管,测量管路中流过的空气流量.空气温度为21℃,压力为.514710⨯Pa 〔绝对压力〕.用斜管压差计测量,指示液为水,读数为200mm,倾斜角度为20度.试计算空气的质量流量.解 空气温度27321294=+=T K ,绝对压力147=p kPa ,空气的密度为 水的密度 /301000ρ=kg m空气的黏度.5181510μ-=⨯⋅Pa s 查得max .086=uu .../086278239=⨯=u m s 空气质量流量().../220．309239174312 44ππρ==⨯⨯⨯=m q d u kg s。