复习食品工程原理-李云飞版本的课后题答案.ppt

0.032，则沿程阻力损失为
hf
le u2 d 2g
0.032 100 1.362 0.051 2 9.8
4
5.92 m
【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1×10－3Pa.s的溶液在稳定流动状态下送到蒸发器内，蒸发空
间真空表读数为40kPa。溶液输送量为18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m，管路直径57 3mm，不
解：由雷诺数表达式可知
Re
du
u
Q A
2 103
0.0272
3.49m / s
4
Re
0.027 3.49 1030 2.12 10 3
4.58 10 4
由判别式可知为紊流。
2
Байду номын сангаас
【1-5】液体在圆形直管内作层流流 动，若流量、管长和液体的物性参数保 持不变，而将管径减至原有的1/2，问 因流动阻力而产生的能量损失为原来的 多少倍。
【1-9】每小时将10m3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为 57 3 mm，全系统直管长度为
100m，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定， 其间垂直距离为20m。取管壁粗糙度为0.25mm、水的密度为1000kg/m3、粘度为1×10－3Pa.s。试求泵的效率 为70％时的轴功率。 解：根据公式（1-31d），设两槽液面分别为I－I和II－II
Z1
p1
g
u12 2g
H
Z2
p2
g
u22 2g
hf
u1 u2 , p1 p2 , Z1 0, Z2 20 m
由表1-5可知，
u2 0.17 6.4 31.1 1.362
2g
2 9.8
管道内水的流速为
0.93 m
u
Q d2
3.14
10 4 0.0512
3600
1.36
m/s
Z1 0, Z2 5.5 m
p1 1.0133105 Pa
u1
0,
u2
Q A
40 3600
0.1062
1.26 m/s
4
p2
p2
p1
gZ2
u22 2
Lf
1.0133105 1000 9.8 5.5
1000
1.262 2
1000
4.5
42136.2 Pa
泵入口真空度为
3
pV 1.0133105 4.2136104 5.92104 Pa
解：设管径减至原有的1/2后，流体 流动状态仍然保持层流。由流动阻力方 程可知
Lf
L u2
d2
114 4
Lf
p1 p2
32ul
d2
32Ql d4
4
Lf ' Lf
(
d d'
)
4
( d )4 1 d
24
16
即因流动阻力而产2生的能量损失为原来损
失的16倍。
【1-7】某离心泵安装在高于井内水面
4
Re
du
0.0511.36 1000 1103
6.9 104
0.25 0.0049
d 51
根据莫迪图查得阻力系数约为
H Z2 hf 20 5.92 0.93 26.85 m
轴功率为
P HQg 26.8510 1000 9.8 1.04 KW 1000 1000 0.7 3600
u2 0.5 1.0 2.452
2g
2 9.8
Re
du
0.051 2.451060 1.1103
12 104
0.020 0.00039
d 51
根据莫迪图查得阻力系数 约为0.02，则沿程阻力损失为
0.46 m
H
Z2
p2 g
p1 g
u22 2g
hf
20 40 103 0 6 0.46 1060 9.8
22.6 m
轴功率为
P HQg 22.6181060 9.8 1.81 kW 1000 1000 0.65 3600 5
【1-11】将温度为263K的冷冻盐水（25％CaCl2溶液，密度为1240kg/m3，粘度为7×10 －3Pa.s）从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送
听说不好找！
1
【1-1】椰子油流过一内径为20mm的水平
管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩
至12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小 处之间测得的压力差为800Pa，试求椰子油 的流量。
解：设椰子油密度为940 kg/m3，忽略流 动损失外
gZ1
p1
u12 2
gZ 2
p2
u
2 2
2
因为 z1 z2 ，上式简化为，
1
2
u22
u12
1
p1
p2
由连续性方程可知
u1
Q
4
d12
u1
Q 0.314 103
u2
Q
4
d
2 2
u2
Q 0.113 10 3
Q
2 800
940 78.314 10.142106
0.158103
m3/s
【1-2】牛奶以2×10－3m3/s的流量流 过内径等于27mm的不锈钢管，牛奶的 粘度为2.12×10－3Pa.s，密度为 1030kg/m3，试确定管内流动是层流 还是紊流。
5.5m的地面上，吸水量为40m3/h。
吸水管尺寸为
mm，包括管
路入口阻力的吸水管路上的总能量损
失为4.5J/kg。试求泵入口处的真空度。
（当地大气压为1.0133×105Pa）
解：根据能量方程，设井水面为I-I界
面，管道出口处为II-II界面。
gZ1
p1
u12 2
gZ 2
p2
u22 2
Lf
包括管路进、出口的能量损失，直管和管件当量长度之和为50m。取管壁粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率（泵 的效率为65％）。 解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和蒸发器水平管出口分别为I－I和II－II
Z1
p1
g
u12 2g
H
Z2
p2
g
u22 2g
hf
hf
le u2 d 2g
u1
0,
u2
Q d2
18 3.14 0.0512 3600
2.45
m/s
4
4
p1 1105 Pa, p2 1105 40 103 6 104 Pa
Z1 0, Z2 20 m
管道内溶液流动状态为
0.02 50 2.452 0.051 2 9.8
6 m
由表1-5可知管道进口和出口的局部阻力系数，
管道直径25.4 mm，长50m，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀，均为全开。
如果要求流量为6m3/h，试求所需泵的扬程。
解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和管路出口分别为I－I和II－II
Z1
p1 g
u12 2g
H
Z2
p2 g
u22 2g
hf
u1
0,
u2
Q
d2
6 3.14 0.02542