化工原理(天大版1)课后习题答案.doc

第一章3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压常见错误：答成绝压5.答案：图和推算过程略 p=(Hg - H2O) g (R1+R2)=228.4kPa7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 103 Pa M=29 g/mol答案：(1) = pM/RT = 2.77 kg/m3qm =qv= n 0.785d2 u =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s(2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s常见错误： （1）n没有计入（2）p0按照98.7 103 pa计算8. 已知 d1=0.05m d2=0.068m q v=3.3310-3 m3/s（1）qm1= qm2 =qv =6.09 kg/s(2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/su2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s(3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2sG2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2s常见错误：直径d算错9. 图略qv= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程 ，得到pA-pB= 7.02103 PapA-pB=0.5gH2O +(CCl4-H2O)gR R=0.343m(2) 在A、B面之间立柏努利方程 ，得到pA-pB= 2.13103 PapA-pB= (CCl4-H2O)gR R=0.343m所以R没有变化12. 图略取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面已知 qv= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807103 Pa(表压)在1-1面和2-2面之间立柏努利方程 z = 4.37m注意：答题时出口侧的选择：为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力2-2面选择图示流速u压力p突然放大效应备注出口内侧00（表压）不存在，=0一般不选用出口侧0=0（表压）不存在，=0可以选用出口外侧=0=0（表压）存在，=1可以选用13.已知qv=0.04m3/s 处于湍流状态，则Re4000 所以 d0.039m14.答案：16倍17. 答案：第一种： (1)选 = 0.2mm， /d = 0.002 Re= 99.5 103 查Moody图，得 = 0.025 pf = 49.64 kPa H f = 4.60 m(2) 增大10倍= = 2mm，=/d = 0.02 Re不变，查Moody图，得= = 0.048pf = 95.31 kPa （pf -pf ）/pf =92% 压力损失增加了92%第二种：(1)选 = 0.046mm， /d = 0.00046 Re= 99.5 103 查Moody图，得 = 0.021 pf = 41.6 kPa H f = 3.86 m(2) 增大10倍 = 0.46mm，/d = 0.0046 Re不变， 查Moody图，得 = 0.031pf =62.8 kPa 增加了51%错误：计算用柏拉休斯公式，计算利用Moody图，这样相互之间的偏差比较大18.答案图略 取储槽液面为1-1液面，反应器入口管为2-2截面，以储槽面为基准水平面已知：在1-1面和2-2面之间立柏努利方程式 H = z +(u2)/(2g) +p/(g) + Hf =15.86m其中Hf = （ l/d + ）u2/ 2g =(0.035 45/0.081 + 0.5 +1 + 8.25 + 2 0.17 + 3 0.75) 0.0542/(2 9.8) -计入了管路入口的突然缩小以及出口突然放大的阻力损失P=Pe/ = Hqmg/0.65 = 79.62 W备注; 如取=0.046mm P= 79.5 W20题 图略答案： （1）C阀门打开，D阀门关闭取H面为1-1面，C面为2-2面，并取C面为基准水平面uAB/u2= dBC2/ dAB2=0.372 (1)Hf =Hf，AB+HBC (2)其中 Hf，AB = AB (l AB +l e, AB )/d AB +0.5 uAB2/ 2g -=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数Hf，BC = BC (l BC +l e, BC )/d BC +1.0 u 2 2/ 2g -=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数由方程 （1）（2）联立，得Hf =0.953 u22在1-1面和2-2面之间立柏努利方程10 = u22/(2g) + Hf = u22/(2g) +0.953 u22 得出： u2= 3.16m/s uAB= 1.17m/s 流量qV =1.55 10-3 m3/s（2）C,D阀门全开在H面和B面之间立柏努利方程10 = 6 + uB2/2g +pB/g +Hf ,HB =6 + uB2/2g +pB/g + (0.5 +l AB/d AB ) uAB2/ 2g -=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数4= 5.89 uB2/2g + pB/g (1)在B面和C面之间立柏努利方程 HB = HC +Hf ,BC6 + uB2/2g +pB/g = uC2/2g + (1.0 +lBC/d BC ) uC2/ 2g -=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数 (2)在B面和D面之间立柏努利方程 HB = HD +Hf ,BD6 + uB2/2g +pB/g = uD2/2g + (1.0 +lBD/d BD ) uD2/ 2g -=1.0：管出口（突然放大）的局部阻力系数 (3)另外，qvB = qVc + qvDuB = 0.372 (uC + uD) (4)方程 (1) (2) (3) (4)联立，解得 uB =2.03 m/s uC =3.04 m/s qVc =1.49 10-3 m3/suD =2.43 m/s qVD =1.19 10-3 m3/s总流量qV =2.68 10-3 m3/s常见错误: （1） AB和BC段按照同一个流量计算；（2） C和D总流量加和为B流量；22图略答案：已知qV= 0.00417 m3/s d=0.05m = 0.3mm u =2.12m/s（1）求 H取高位槽液面为1-1面，出口C面为2-2面，并取为水平基准面，之间立柏努利方程H = u22/2g + 0.5 + + l/d u2/ 2g=7.95m -=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数求pA在高位槽液面（1-1）面和A面之间立柏努利方程，并取A面为基准水平面7.95 = uA2/2g + 0.5 + + l/d uA2/ 2g +pA/gpA =28.27 kPa （表压）求pB在高位槽液面（1-1）面和B面之间立柏努利方程，并取B面为基准水平面7.95 = uB2/2g + 0.5 + + l/d uB2/ 2g +pB/g -=0.5：从水槽进入管入口（突然缩小）的局部阻力系数pB =14.85 kPa （表压）（1）阀门关小求uC 在高位槽液面（1-1面）和C面之间立柏努利方程7.95 = uC2/2g + 0.5+1.0 + + l/d uC2/ 2g （1）用试差法， 得 = 0.033与假设接近，所以取uC = 1.79 m/s求pA在A面和C面之间立柏努利方程uA2/2g +pA/g = uC2/2g + 1.0 + + l/d uC2/ 2g 得 pA = 42.53 kPa求pB在B面和C面之间立柏努利方程=0 l =10m = 0.033uB2/2g +pB/g = uC2/2g + 1.0 + + l/d uC2/ 2g 得 pB = 10.55kPa（3） 从计算结果可以看出，阀门关小后，pA上升，pB下降26题答案：转子的形状和大小不变，所以体积和截面积Vf 、Af不变，排出因子CR不变刻度最大处对应的流量为流量计的最大流量 原最大流量为2500L/h由转子流量计体积计算式可得由此得qv液 =3325L/h第二章1. 答案解： 管路特性曲线 H = z + p/g + (u2)/2g + Hf = 11.12 + 2.8 104 qV2由离心泵特性曲线数据作图（略），与管路特性曲线交点为工作点H=33.1m qv=0.028 m3/sPe = 9092W3. 答案：（1）取u=2.0m/s d=0.0665m, 取 733mm管实际d=0.068m，实际u=1.97m/s(2) Re = 1.3105 /d= 0.001 查Moody图 得