化学工艺学 潘鸿章版课后习题答案

第一章流体流动过程与输送机械习题

1.A 地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为610mmHg ，设备移至异地B 操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化？（A 地平均大气压强为640mmHg ，B 地平均大气压强为760mmHg ）

解：A 地：

B 地： 2.在稳态流动系统中，水连续的由粗到细流经一个变径管路，粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。

解：稳态流动

4.如图所示，一高位水池内径D 为1.5m （有效），池底连φ144mm ×4mm 的排水管，管路长330m 、，总损失压头为6m 求管路出水口的体积流量。

解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处2-2截面。

s m v g h g p g v Z h g p g v Z v f e /98.160200002.62222

222221211=∴+++

=++++++=+++∑ρρ[]h

m s m A v q v /32.103/0287.010)8144(498.1332322==⨯-⨯==-πmmHg

P P P P P A A 30610-640=∴==-=绝绝绝真mmHg P P P B B 73003-760==-=绝真41

222

212221221121v ====∴=d d v v A v v A q q v

5.如图所示，有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍，在管路系统中去1、2、3、4、5五个截面（如图所示），1点截面处的平均流速为11m s -•，表压强为120KPa ，泵的压头为8m ，输送的液体密度为10003kg m -•，试计算：

（1）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。

（2）若整个管路阻力所产生的压强降为2m 液柱，求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。

解：以地面为基准面(或以泵中心线为基准面都可以)

（1）由1-1截面可知

2-2截面

3-3截面

m g g g p g v Z 05.232205.0110012021121211=++=+++=++ρρ）（m h g p g v Z He g p g v Z f 05.313005.012222

221211=++=∑+++=+++ρρ23223335,1v v A v A v m Z =∴==2232325250.05 1.25,2231.05,31.5 1.25128.8v v m g g

m p m g ρ==⨯===--=总压头v v 2

2

4-4截面

5-5截面

（2）

7.常压下，用泵将敞口容器中的油品以3631m h -•的流量输送到敞口高位槽中，管出口在高位槽液面下，两槽的液面差为25m ，输送管为φ76mm ×3mm ，直管长度为100m ，各种管件的当量长度为150m ，摩擦粗力系数λ为0.023，泵的效率为60％，求泵的实际功率。（油品的密度为9603kg m -•）

解：基准面取低位槽页面

10.某离心泵以20℃的水进行性能测试，测得体积流量为72031m h -•，泵出口压力表读数为0.4MPa （表压），泵入口处真空表读数为210mmHg ，压力表和真空表之间的垂直距离为410mm ，吸入管和压出管内径分别为350mm 和300mm 。m

h g He h g p g v Z He g

p g v Z f f v 64.533.28344.025225000222222221211=++=∑++

=+++∑+++=+++ρρs m d q v v /6.207.04

36003642

22=⨯⨯==ππm g v d l l h e f 3.2881.926.207.0)150100(023.02)(2

2=⨯⨯+⨯=+=∑∑λkw g H q P e v e 42.86

.010********.5381.996036)10003600/(=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=ηρp m g

v g v m Z 05.022,62

2255===m g

m 8.23625.15.31,05.314=--==ρ总压头m g

p m 25605.05.31,05.315=--==ρ总压头m g v g v m Z 05.022,62

2255===m g p m 23605.005.29,05.292-05.315=--===ρ总压头

试求此泵产生的压头。

解：

第二章 传热习题

1用100℃的水蒸气加热φ38 mm×2.5 mm 钢管内的盐溶液，盐溶液的流量为500 kg ．h -1,比定压热容为2 093.5 J.kg -1.K -1，由20℃加热到50℃，α盐=930 W ．m -2．K -1，

α蒸汽=5 815 w.m -2．K -1，钢管的λ=46. 52 w .m -1.K -1.求加热钢管多少米（以管外表

面计算）。设忽略热损失，可按平面壁考虑。

解：

盐溶液在热交换中无相态变化

0.4400(210-21010027.6(760

P MPa KPa P mmHg KPa ====-⨯=-出进表），表），22720 2.83/36000.34720 2.08/36000.35

4

v m s v m s ππ==⨯⨯==⨯⨯出进，

220322

240027.610 2.83-2.080.4144.26998.29.8129.81p p v v He h g g

m ρ--=+++⨯=++=⨯⨯出进出进（）123-..65.768930152.46105.2581811111--=+⨯+=++=k m w K 盐蒸汽总αλδα83.635080ln 50-100-20-100ln 2121==∆∆∆-∆=∆∴）（）（t t t t t m ()w t t C q a p a m 92.8722)2050(5.20933600

50012,,=-⨯=-=ΦA t KA m Φ=

∴∆=Φ