制药化工原理课后习题答案新编

绪

论

2.解：

∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-

∴2

1001325.1J atm L ⨯=⋅

以J ·mol -1·K -1表示R 的值

R =××102 J ﹒mol -1﹒K -1

= J ﹒mol -1﹒K -1

第一章 流体流动

1. 表压=－真空度=－×104Pa 绝压=×104 Pa

2.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 3

h=h 1+h 3=892mm

3.解：正U 型管水银压差计 由图可知 P A =P 1＋(x ＋R 1)ρ水g

P B =P 2＋x ρ水g ∵P 1－P 2= ∴P A －P B =＋ρ水gR 1

又有P A =P C P C = P B ＋ρHg gR 1

∴ρHg gR 1=＋ρ水gR 1

∴mm m s m m kg R 00.200200.081.9)100013600( 2.472kPa

2

31==⋅⨯⋅-=

--

倒U 型压差计 设右侧管内水银高度为M

∵指示流体为空气∴P C =P D P 1=P C ＋ρ水g(R 2＋M) P 2=P D ＋ρ水gM

∴mm m s m m kg R 0.2522520.081.91000 2.472kPa

2

32==⋅⨯⋅=

-

4.(1)P B =－(表) (2)R ′=0.178m 7.解：由公式A

Vs

u =

可得 Vs=uA=u πd 2/4=×π××2)2×10-6=×10-3m 3/s

Ws=Vs ρ=×10-3×1840=2.89kg/s

8.解：由题可知：

1—1′截面：P 1=×105Pa u=0

以2—2′截面为基准水平面∴z 1=3m

2—2′截面：设管内流速为u z 2=0 3—3′截面：u, z 3=3m 4—4′截面：u, z 4=3＋=3.5m 5—5′截面：u, z 5=3m

6—6′截面：u, z 6=2m, P 6=×105Pa 根据伯努利方程：We=0, ∑h f =0

有ρ++=ρ+6

2611P 2u gz P gz

∵P 1=P 6 ∴u 2/2=g(z 1－z 6)=

有ρ

ρ2

221

12P u gz P gz ++=+

×3＋×105/1000=＋P 2/1000

∴P 2=×105Pa ×105/1000=＋P 3/1000

∴P 3=×105Pa

×3＋×105/1000=×＋＋P 4/1000

∴P 4=×105Pa ∴P 5=×105Pa

9. (1)u=1.55m/s V h =10.95m 3/h (2)Δz=2.86m 解：η

Ne

N =

Ne=We ﹒Ws

取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面

根据伯努利方程：f h P

u gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22

22211

122

1—1′截面：z 1=0, P 1=－×104(表压), u 1=0 2—2′截面：z 2=15m, P 2=0(表压), A

Ws

u ρ=

2 A=πd 2/4=×π×[(76－4×2)×10-3]2=×10-3m 2

∴s m h m u /46.1/3.524710501063.31023

4

2==⨯⨯⨯=- 17374010

61050

46.11068Re 4

3=⨯⨯⨯⨯==--μρ

du ＞4000 湍流 又ε/d=×10-3/68×10-3

=×10-3

查图得λ=

查表1—3得，ξ全开闸阀= ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= ξ进= ξ出=1

∴h f ′=＋＋3×＋×2=kg

∴∑h f =＋=kg

We=kg Ne=×2×104

/3600=

N==

12.解：1—1′：高位槽液面 2—2′：出口管内侧

列伯努利方程 f h P

u gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22

22211

122

z 2=0, z 1=4m, P 1=P 2=0(表)， u 1=0, We=0

∴∑h f ＋u 22/2=4g ∑h f = h f ＋h f ′

查表1—3得，ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= h f ′=∑ξ﹒u 22/2=＋＋ ×u 22/2=×u 22/2

∴g d

u 4)75.10201(22

2=++

λ

化简得(400λ＋×u 22/2=

20℃时μ水=

λ=f(Re)=f(u 2) 需试差 321075.49Re ⨯==u du μ

ρ

假设 u 0 Re λ → u 0

01.0=d

ε

76630 79600 82588

∴截止阀半开时该输水系统的u 0=1.66m/s

Vs=uA=×π×=0.00326m 3/s

∴Vs=11.73m 3/h

第二章 流体输送设备

1、解：分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得： 其中，12Z Z -=0.4 m ；41109.1⨯-=p Pa(表压)；52107.4⨯=p Pa(表压)；

21u u =；21,-f H =0；20℃时水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ。

34.500081

.92.998109.1107.44.04

5=++⨯⨯+⨯+=⇒H m