化工原理第四版陈敏恒答案

1、3.一敞口贮槽内盛20C的苯，苯的密度为880kg/m3o液面距槽底9m,槽底侧面有一直径为500mm的人第一章习题3.一敞口贮槽内盛20C的苯，苯的密度为880kg/m3o液面距槽底9m,槽底侧面有一直径为500mm的人静压强及其应用用图示的u形压差计测量管道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=760mmHg，试求:aA点的绝对压强，Pa；A点的表压,mHO。2己知：Pi=ioi3kPa,P=iaOOkg.,，iTiI;.PL=13600kgniR=120mm,H=l2ui.求：Pa绝CPa),PA(表(Pa)解题思路：为等床血.列静

2、学方程：%=Pi+pg(H-R)PiPiPjPs=Pa-p/.吐=Pa+p,Kg+ptH-R)g%表-pa为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。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？解髓思路；(1)菅道内空气绪慢藪抱=山叮崩静力学曲理求解(2)空气的P很小，忽略空气柱的妙响=HPg=RPjgW=1J1DlL知：Ri=13tamjrh=20cin.D=2tu?p=980kg/nip：=L兀讶道中喘气缓迤浦动求：贮密山液休的储

3、存莹烫匚-(H+h)P孔，其中心距槽底600mm,人孔覆以孔盖，试求：人孔盖共受多少液柱静压力，以kg(f)表示;槽底面所受的压强是多少Pa？3.已如：T=20t：(笨儿p=S8tkg/mH=9in.d=5CK)niiJi.h=600iimi.求】(1)人孔盖曼力F(N)C2)惜底压强PtPa)胖題思雌HlI-人孔盖对中心水中统村对称杵IL静压粥驹谦度悴线件变化所以rnL盖q：心处的丿E强对个面枳求枳得fF=P*A=Pg(H-h)*-d1-4(2)P=PgH附图为一油水分离器。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

4、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=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s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。4.已知：P=730kg；m3.fl=1000kg.;insjjc：H(m).俯题恐路：假总山-：领休蛊动連麼缓陆呵柞静力学处珂，HsPrtg=Hfig用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h=1.20m,h12=0.3m，h=1.30m，h=0.25m，试以N/m2为单位表示A、B两点的

5、压差Ap。34U知：prBW0kgrm3;p=100Qkg.mvli2=0.3nh】1尸1.3tmJ4=0.25tlls求：iP4B(Pa)APIS昭:PA-PcT-il?XPi-P)fi*Fa-PsHlii-liz+lij-fu)(Pi-P)B=E2kPa,Pti=lPa-P(ft)P(+PgH=P3如图所示，在A、B两容器的上、下各接一压差计，两压差计的指示液相同，其密度均为Pj。容器及测压导管中均充满水，试求:读数R与H之间的关系；A点和B点静压强之间的关系。Jy8.l!知：Pa=P3=P*指示剂料度为叭求：关枭玖与Pm之关車解题思路：(1)由帥力学可知:?a-Pb=R-Pi-P=H(P

6、L-P)gm-l.?a-Pb=h(p.-p&HPf/FePA+ZAPgPE+ZBPgPQPb+Ue-N)p前Pb*9.测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为P的液体，U形管下1部指示液密度为P，管与杯的直径之比d/D。试证气罐中的压强p可用下式计算：2Bd2Pp-hg(p-,)-hgpBa211D2All承代人（1式9己剜：如圏所审;*i：:：&=巴一i回込一戶对P*+S呂=Pp）h乔加4甲述解题息路：作1-1零压弧由寿力学方离|巴十耶|R=Pb十酗/诞十hf：gCl*10.试利用流体平衡的一般表达式（1-9）,推导大气压p与海拔高度h之间的关系。设海平面处的大

7、气压强为P，大气可视作等温的理想气体。a10.己知：dp=u（Xdx-Ydy+Zdz）Pa.Tccmst,人气人理总!飞弹求：大弋压与誨拔高度h之山的关甌解：人气层便考堪至力，所以X=0+Y=0bZ=-g*dz=rfh/-dppgdh又理鮎体厂黔E中M対气体中均分子HhR为吒体逋州常数；质量守恒11.某厂用114X4.5mm的钢管输送压强p=2MPa（绝压）、温度为20C的空气，流量为6300Nms/h（N指标准状况,0C,1atm）。试求空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。知：钢WMMX4.juuiit2MPa（絶），T=20r:书气流就中-戸530血白11（标准慣态h求：m坠*G卿魅思

8、路：1）Pqi=nRTTErf你=Pifr机械能守恒12.水以60m3/h的流量在一倾斜管中流过，此管的内径由100mm突然扩大到200mm,见附图。A、B两点的垂直距离为0.2m。在此两点间连接一U形压差计，指示液为四氯化碳，其密度为1630kg/m3。若忽略阻力损失，试求：U形管两侧的指示液液面哪侧高，相差多少mm?若将上述扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？1_1Jf：qv=60mJ.lkHdA=l00innitdB=OOirmi.p1630kg/m?P=1000kgin1.口朋示剂R=?解题思州：(1)取盘、管哉血御柏勢利方稅pipRm=卩丄_氏二号叫一吒】A(pL-p)口)若

9、改为水平肌置后，tU-l-HA，殆卅变，廁儿Fra也不变Ftl6P3A=R?Rffl也不变.即圧罡计布乔的足总势能差.某鼓风机吸入管直径为200mm，在喇叭形进口处测得U形压差计读数R=25mm,指示剂为水。若不计阻力损失，空气的密度为1.2kg/m3,试求管道内空气的流量。1乩1_1知：(1=20010111.R=25mm,pL=1000kgy,m1p=1,2kg/m解题SL貉:,?11-2两戯血怕勞利方程PlufP-U：于鬥+寸=右+死+WPj=P“Z|=Z2sU=0*PBIj=斗u由U形用基讣JPa-P3=Rg(PL-P)(忽略空气柱二作=叫匚切工图示为马利奥特容器，其上部密封，液体由下

10、部小孔流出。当液体流出时，容器上部形成负压，夕卜界空气自中央细管吸入。试以图示尺寸计算容器内液面下降0.5m所需的时间。小孔直径为10mm。设小孔的孔流系数C=0.62。0Jll：H=0.8inrh=0.6uij.D=0.6tnrd=10riiiii，Cq=0.62,求：液面卜-降0-5m曲需的时间解題思踣=捌1-2战而伯豁利方程，小孔中心赴为基粧而P.口：P,疋-ez1+=+&z,+P皇P，2Pi=Pj=P；，匸=0,z:=H-h=0.8-0.6=0.2ul,u|=0Hj=4琢H_町小孔实讣就連uo=CdUt卜降0”张如=0.帥DxO.S4二液体卞開过程中小孔涼速不变15.水以3.77X10

11、-3m3/s的流量流经一扩大管段。细管直径d=40mm,粗管直径D=80mm,倒U形压差计中水位差R=170mm。求水流经该扩大管段的阻力损失H,以J/N表示。fIS.i2Sl：q.=3.77X10iJ/s.d=40mm.D-BOmpR-170iwi.q=1OOOkg/tf加：胖题恩Sh列1-2裁面的柏努利方程R-F.jn=-y+丁町图示为30C的水由高位槽流经直径不等的两管段。上部细管直径为20mm,下部粗管直径为36mm。不计所有阻力损失，管路中何处压强最低？该处的水是否会发生汽化现象?16.已)ill：30V水人d=2QuiLiLd2=36iiimc不计h”求：P皿伎冒，足潜汽优？斛腿思

12、閘：diaoTC/K，%从1栽血到2織面列柏努利方戦PU；P*U；二+曲+=亠+KZ-+pL2p-1Pl=P：=PU|=0-联岂=0.“r=、：-g-Zi再丛1戡面到枉-截面1-2Z间列柏努刹方程，则;Ru；P疋ps12p八2mOPu2-巳=(gZl-)-(ZTg-)P(gz.当2左+学人I总卞时，P.=PP3*17.在一水平管道中流着密度为P的液体，收缩管前后的压差为(p-p),管截面积为A及A。忽略阻力损1212失，试列出流速U和U的计算式。12已知tD,CPi-P),Al，Ai,h山不计或：UW表达式斛琏怎玲：dn至z戡而列枯勞同方稈昼+匹=邑_4匹=巴4匹AP2p2p2A,动量守恒18

13、.水由喷嘴喷入大气，流量V=0.025m3/s，d=80mm，d=40mm，p=0.8MPa(表压)。求水流对喷嘴的作用121力。IS.知：qv=0.025n?/s,diSOiiiiivd2=40inm.Px=0.8MPaP=1EH?Okg/ll:求;水流对咳嘴的作用力的%Il解题思路：设T为喷嘴对押制体的作用力，则由动早:守恒得PA-F-P2A2=qvP(U24ii)PL=0.Bxl0ft+1.013K0Je.OLJHlDN/m3)P,-1Q13xlOf(N/ma)F=Pi血1.-P2A2*p(u?-Ul)流体流经突然扩大管道时伴有机械能损失(见附图)。试用动量守恒定律证明了仁A,图示U形压

14、差计的读数R。u2h=1一iifA丿2、27其中A、A分别为1,2截面面积，u为小管中的流速。121提示：可假定F=p(A-A)，并忽略管壁对流体的摩擦阻力F。n121f19_1知=流体突熟扩人”肓阻力损火解题思跑；假花R=PgZ恕略管取摩摭讥力定裔盍动下有动注吓恒方程:P禺-FA2-Fn=pAiU；-皿1诟代入F”=Pi(A2-A3)虎质址力怛方程PulA=P3樂理得P2-Pl=PU2(U1-IA1)1R1-1赴血工2-2載血列聊勢利方程：TOC o 1-5 h zPLU：PU；,亠+客石_-=_ez?._bfP2p2/=I21tAIU：-P3U；-LL；r、U-Ut(LlL-U-yIti:

15、-=U.(11“一11“+:=p2-22*20.水由直径为0.04m的喷口流出，流速为U=20m/s。另一股水流以U=0.5m/s的流速在喷嘴外的导管环Js隙中流动，导管直径为D=0.10m。设图中截面1各点虚拟压强P相同，截面2处流速分布均匀，并忽略截面11至2间管壁对流体的摩擦力，求：截面2处的水流速度u；2EL知：dj=UO44ji;u,=0.Sins,Mu:tn、凰面1各止p】相同蛀直工处速废分加均翹離1，2间警壁对流悴的序擦力Jc：山解题思路：(1)!.：=+%(屈圮守恆b=叭寸少-巾W訐；一吧=虹山1截商空2截氐列动睑导恒Zr稈，则(耳一PJA=乐严1一珀严：一吐“門耳_耳=acp

16、i-pje23魯流动的内部结构活塞在气缸中以0.8m/s的速度运动，活塞与气缸间的缝隙中充满润滑油。已知气缸内径D=100mm,活塞外径d=99.96mm，宽度l=120mm，润滑油粘度为100mPas。油在气缸壁与活塞侧面之间的流动为层流，求作用与活塞侧面的粘性力。21-己知：D=OOinm：d=9$.9Ginm.I12Dmm,V-=Q0mP?itTfl需油.倚动为层流求：.凰題.恁踣：层流：.T=1dy罄蠶丑=IXd)72=(1DO-$e./2=0.02inxiVS_护*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至*22.图示为

17、一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至11*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至11*23.湍流时圆管的速度分布经验式为U/Umax*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至11*22.图示为

18、一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至*22.图示为一毛细管粘度计，亥慷a至b间的体积为3.5X10-31,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至11试计算(1)u/u之值；(2)动能校正系数a之值。max*T23-己知：帮流时n/u=LIR求二(1)u/uram的值F(2)型能校JE泵数;u-24rdr_IurlA解題思州：u=:A和廿变换x=R-r,dr二dx5討-唏gu=-=2uto/4-1X|4-2)nux*24.粘度为卩、密度为P的液膜沿垂直平壁自上而下作均速层流流动，平壁的宽度为B,高度为H。现将座标原点放在液面处，取液层厚度

19、为y的一层流体作力平衡。该层流体所受重力为(yBH)Pg。此层流体流下时受相邻液层的阻力为tBH。求剪应力t与y的关系。并用牛顿粘性定律代入，以推导液层的速度分布。并证明单位平壁宽度液体的体积流量为V=Pg!im3/(sm)B3,管路计算25.某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m,吸入管直径为50mm的水煤气管(e=0.2mm)o管下端装有一带滤水网的底阀，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m,其间有一个90。标准弯头。试估计当泵的吸水量为20m3/h时真空表的读数为多少kPa?操作温度为20C。又问当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增大还是减少？R.5EU:H=Im.d=

20、50mni.cZHmi.l=Sm,9-0弯头一只底I陶一flq严沁沁T=2CC走：:PC(2)q.増加：PW何妾如解耀思路：!1-2面柏努利丿j稱Pi=Pi.Zi=0.Z2=H=3m.U=0Re=0.1并査得厳90理头C=0.75rE10.75由P(抑=(gH_+hjqtLi1hf；,P頁t一高位槽向用水处输水，上游用管径为50mm水煤气管，长80m,途中设90。弯头5个。然后突然收缩成管径为40mm的水煤气管，长20m，设有1/2开启的闸阀一个。水温20C，为使输水量达3X10-3m3/s，求高位槽的液位高度z。1126.已知;di=5Dnun_1l=80iil.90曲人怠，d：=40mni

21、”bWOnrlQ开启闸阀,T=2（HX水），h3X10r3n?/s求;1111Pi=P2=Pa,z：=0.zi=Z,u=0化二十h：-u1111水f4=1mPaSi逅e=0.2nn1111SJifT=i.（/=査莫迪匿得入1h4050査得：0CF弯头.3ir1.15kg/ni?Pt（真）=0.2kpA求：H解題思踣：列圳囱底詔截面与顶部袒截面）拍努利方程.北氏山：.Ul-LL；zi=D.z）=HP=P十Plf真）Ps=K-1*oh胆e/d=0.00（H,査农得X二1-2截面圆柏勢利方程为P#戸黑-圳直得叫楼吒的临班案件Mpp#-若时，P140X3nnn,L=50m-X=0.024求；He(J/

22、TO耕题思略：列两槽面间柏努利方程目uP.u；1u-4-Z|4+十几一屈2?pg2gd2gPi=Pn.Pn-Pa=02MPa.Z：-Zi=&mrui=ii2=0*33.两敞口容器其间液面差6m,底部用管道相联。A槽底部出口有一直径600mm、长3000m的管道BC,然后用两根支管分别与下槽相通。支管CD与CE的长度皆为2500m,直径均为250mm。若已知摩擦系数均为0.04,试求A槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去。H-.0:d.Bc=titMaiun.1ec=3000iu.=24iild：=d3=25iu.A=0.03求：qv3(可D阀关闭，加壻述样：1)从B点至两营口列柏努和方程h

23、f2-由连读性方程：鮎円讥-奴mJ?4丄Uidiuwih“曲由咱内慙面全C问出11独协面列柚勞利方軽,D阀关闭时：连烘件方程：qviqvaV遇=uj-dj:由硝内澈面至C阿工II址戡商列抬驿利方穆:*35.某水槽的液位维持恒定，水由总管A流出，然后由B、C两支管流入大气。已知B、C两支管的内径均为20mm，管长l=2m，l=4m。阀门以外的局部阻力可以略去。BO(1)B、C两阀门全开(Z=0.17)时，求两支管流量之比；(2)提高位差H,同时关小两阀门至1/4开(Z=24),使总流量保持不变，求B、C两支管流量之比；说明流量均布的条件是什么？设流动以进入阻力平方区，两种情况下的入=0.028,

24、交点0的阻力可忽略。TOC o 1-5 h z35,己1：西氓=201山11：唁=2叫lc=4mX=O.02S一八求：e=gc=0.1Tllj,qvpAiw(2)日增拥E沪匚亍丈4时.qg叮yc迂0)均布条件丄解邀恿賂；a）至两管口註面列柏努利方程;解邀恿賂；a）至两管口註面列柏努利方程;乞讣耳阻的比值七H的变阻无芷”（33汁算说凹流怖均布是以虢量他失为条件洞.*36.欲将5000kg/h的煤气输送100公里，管内径为300mm,管路末端压强为0.15MPa（绝压），试求管路起点需要多大的压强？设整个管路中煤气的温度为20C,入=0.016,标准状态下煤气的密度为0.85kg/m3。3&已知：

25、（=500011,L=l00kni,d=300nun,P2=O.15MPa（MiT=20X?,h=0.01d?p-O.SSkg/iu拣准状态）*求；P孵罷思路：率尊軌流动%旦十土竺仇丄=0P22P2d11TP.1293：.O13xlO3V.=KX-P.內耳X0.85273Pt1,28x10s&=如A，试差求得珂绝流量测量37.在一内径为300mm的管道中，用毕托管来测定平均分子量为60的气体流速。管内气体的温度为40C,压强为101.3kPa,粘度0.02mPas。已知在管道同一横截面上测得毕托管最大读数为30mmH0。问此时管道内2气体的平均速度为若干？37.已知：d=300um.M=60,

26、T=4DTC,P=101.3kN/mk=Q.D2mPa-S.用毕托宜测垃速，RmuOnmiHsO,求；u由毕托管逓遽汁算或rj2fU(Pr-p38.在一直径为5cm的管道上装一标准的孔板流量计，孔径为25mm,U形管压差计读数为220mmHg。若管内液体的密度为1050kg/m3,粘度为0.6mPas，试计算液体的流量。32.比知：孔扳淀虽计测J=5cm.0.06MPaH5E=tJiM57X3.5mra,L=Oni.p=12CQkn.,，m5U=2mpa*g.mJcnni尿；昔蹄Fj稈(2)3(kiiJ/li时的Pf(2)乐=3&o?/b吋rr*巴康)8X7T讯JHdpf=Htpg离心泵的特性

27、2.直径0.4m,高0.2m的空心圆筒内盛满水，圆筒以lOOOrpm绕中心轴旋转，筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求：(1)液体作用于顶盖上的压强分布(P与半径r的关系)；Pu2筒圆周内壁上液体的势能施及动能2g比轴心处各增加了多少?2p+代爼-:,=常数=VM=p.P洛一竺严山小乩处条件知耳（表尸6zo=0,阳=0AC=0.-P-pco2-pgzz=z0=0,TP+pgz-竺y=常数=0P&2r-u熠-站-昭-r-iEif逛P/C3.某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为71m3/h时，泵吸入口处真空表读数0.029MPa,泵压出口处压强计读数0.31

28、MPa。两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW，试求泵的扬程及效率。卿：Pj()=0.029MPaiPj(-0.31MPa：di=d31AziiO,P=IOODkm5w=10kW求：吒,耳解题思时：tnilr泵睚入端(戡曲1至泵出口端截曲1列机械能衡算式JL4Z14.K+He=4z,41iPg垄PgT高度蔓小比口山电,ms、一皿_巴-儿_约俵】+此120inin,入=0.02.訥梢融LI求：qvlPaAPT解题思斑：对管路：有H=4A2+-q；PSx-d呂阿楷敞：lAp=0将数眠列农：渣ql：q.urS0.020.04宋比niJ4.S3433管路UIB514

29、643.21卅阳求得交点：q；-H4Pe=qHPg*7.某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm下的特性方程为H二384一40-3V2(V-em3/min)。输送管路两端的势能差为16.8m,管径为76X4mm,长1360m(包括局部阻力的当量长度)，入=0.03。试求:输液量V；当转速调节为1700rpm时的输液量V。7.已如泵特件方Hi-Hi,c-mJ.inin),单泵曲融11轩器比=1血求！ql.Sm/mni吋，两泵串联捉足幷服解题愆州：假淀管轴、=ccmt则单剌比=竺-上山-斑:PSPSlW敞I评器；、P=0,izL：=lDm由4=1nruunJcHEtl出求1：_现QF1.5n

30、i7niii9.要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N,液体的密世圖听需Jk头猱两泵并联”串联时流虽离心泵的安装高度8.某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m,今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa,夏季的水温为20C。B.l_1知r11=1码Ormin时r泵汕=昶-4斗0一鼻qj(Urmrq,in5-niin)rAP/P=15.Slu.Ij76X4imu_L

31、=1350jil1=0.03求：Cl)输液益卜，kln=1700rpoll-t为qJ解題思路二对于管舟有硼収品/mill)參詈+幻E+丐佥亡怜4ff=Ffr碍看=O.J78fprJminulVOOipiu根据比例定律爭=(专，翌=(FLnq.nHt=(.38.4-40.3q；XV=J8j1x(1)j40qJ=33.4x(A222)2-403q5H801=50.7-40.3q/与管路H=16B-H545-孤hr：得Qr1度为986kg/m3,已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)为3.7m,试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应r如何重新安排？乩己知：NPSHr=3.5nL.POkPa.t=沁求:是

32、背汽恤T解鹿思皓：查得20U卜水.的帼和熊汽压为2338.43P&i7j?=-Vff-|AP5ff)+口习PSPS如图所示，从水池向高位槽送水，要求送水量为每小时40吨，槽内压强为0.03MPa(表压)，槽内水面离水池水面16m,管路总阻力为4.1J/N。拟选用IS型水泵。试确定选用哪一种型号为宜？10”己知；Pc(S)=67kPflP*(绝),H-3.511,P=986kg/inHfo.：=Q.87inTNPSH尸3.7m求：是否适宜，不适宜如何安装？解题思路，由D-1列柏努利方程吁/=齢一巴-+0.5-丹刊_往复泵某单缸双动往复输水泵，每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径

33、为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m3/s，求此泵的容积效率n。V11.己知：ZL：16ci;Pi.qul=40lib时，ZHf=4.1J.TJ求：选水泵的刑号竺、农教材圏2Q.选咆解题思路：以两襪血1亍上列柏曙利.&枉气体输送机械12.现需输送温度为200C、密度为0.75kg/m3的烟气，要求输送流量为12700m3/h,全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机，其铭牌上流量为12700m3/h,全压为1.57kPa，试问该风机是否可用？己知；n=60?.D=2O0min.S=300nujiHq*=0一OlEm乜解理思眛嗚-融-m11疋：nT5050z=l

34、,F=n1/?4=07S5X0.2=&.0314nr3:t=rdr/4=0.7S5X。.的匸乂恥、X1OJurS=03.ji=60*13.在多级往复式压缩机中的某一级，将氨自0.15MPa（表）压缩到1.1MPa（表）。若生产能力为460m3/h（标准状况），总效率为0.7,气体进口温度为-10C，试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。设压缩机内进行的是绝热过程，氨的绝热指数为1.29。L3.已知：P=O.75kg/in乐=127CH）mi.1i.pi=l.lEkP3n风机上旷厲加血+血、prc=1.57kPa求：此凤机可川否？解題思垢：pr-P；HJII规怎PF1卫砖记*14.某真空操作

35、设备需要一台真空泵，已知真空系统压力p=2.5kPa（绝压），温度为20C，工艺过程液体的饱和蒸汽压为0.6kPa，其分子量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h，工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下列W型往复真空泵中选一台适宜的泵。型号WW2W3W4W5抽气速率m3/h60125J200370770极限真空kPa（绝压）1.331.331.331.331.332固定床压降1某种圆柱形颗粒催化剂其直径为dp,高为h,试求等体积的当量直径de及球形度巾。pc现有h=dp=4mm的颗粒，填充在内径为1m的圆筒形容器内，填充高度为1.5m，床层空隙率为0.43。若在20C、1atm

36、下使360m3/h的空气通过床层，试估算床层压降为多少？1己知：同tt律叫，h13=4101.15=101,L=1.5m,e=&.43,T=20X2,PlOt.SkPa空弋，乐.=诵0111求：九表达式，iP解題思脚：休积和搴V=ndp2lL.4=n/6dt.T322础0；叭门阳肆门2/j+rf口=71+2吟冷;tf/r+yrf；D2斗杳20V.lO1.3kPa下P=1.2kg?niy=1.S1X05Pa$Re=n(l-)|iAP=Z14.1：+0.29口_严pw1E&*2.用20C、1atm空气通过某固定床脱硫器，测得如下数据：空塔气速0.3m/s,单位床层高度的压降220Pa/m；0.8m

37、/s,1270Pa/m。试利用欧根公式估计甲烷在30C、0.7MPa下以空塔气速0.4m/s通过床层时，单位床层高度的压降为多少？已知在操作条件下甲烷物性：卩=0.012mPas；p=4.50kg/m3。2.已剜：?orr101.3kPa空气，uOJ.n/5,也二3220：險inu=0.Sm.5?A?,l=l?70Paiu30.0.71?3卩烷U=0.4*i/su=0.012mpa*5,o=4.5kg/tn求：甲熄出EVL脾題思躍；将欧棍買武简化；AP._门-叹、=4门-:tw-0.29:浮_=A).ntBpti査me他阴空气p=1卫旳加珀咄日$將两组数据B?一一甲烷平=沪+目小严过滤物料衡算

38、3某板框压滤机共有20只滤框，框的尺寸为0.45X0.45X0.025m,用以过滤某种水悬浮液。每m3悬浮液中带有固体0.016m3,滤饼中含水50%（质量）。试求滤框被滤饼完全充满时，过滤所得的滤液量（m3）。已知固体颗粒的密度p=1500kg/m3,p=1000kg/m3。p水3.己知：板HE20P，尺寸0.45X0.45X0.025inn=0.016mJ固/&恳浮液，建馆片1含水50%质量Pp=lSOCke/m3,P=lQOOkam求：憔讲五涌滩Iff所得注液*if；：j.也J-:V-2g0.45-J.-:-1.1.025111=0.101(u?150/pp+50/p1-0XV+V/=V

39、7J.y=门-申陷申过滤设计计算4在恒压下对某种滤浆进行过滤实验，测得如下数据：TOC o 1-5 h z滤液量（m3）0.10.200.300.40过滤时间（s）38115228380过滤面积为1m2,求过滤常数K及qe。4.I-恥恒压过池A=1曲gg迪掖Vtm*)0.10fl.200.300.40过谑时间心38115228380TOC o 1-5 h z求：K,中解题思路：；晅压q+2qq=KrT1,轨qKK山己知计算出耳/qCs-in)3S05757fi0950q)0.100.200.30040CCiQ.?0u.10n（fi:；n：JTOC o 1-5 h ztl图可得戟距=孚，斜率=召

40、AA解得55某生产过程每年欲得滤液3800m3,年工作时间5000hr，采用间歇式过滤机，在恒压下每一操作周期为2.5hr，其中过滤时间为1.5hr,将悬浮液在同样操作条件下测得过滤常数为K=4X10-6m2/s；qe=2.5X10-2m。滤饼不洗涤，试求：所需过滤面积，m2；今有过滤面积为8m2的过滤机，需要几台？5.知：V=SaOOm3/year:.作500fihr/yearUH；t+tD=2.5hr.t=1.51,10smJ/S.qs=2.5X10-2mm1滤饼不沈谦求：ClAA=Snj.-r需几台？解题思路：毎一周期滤液呈=MM50M/25恒圧过种q+2qlt=Kr4(2)Aa=上-堰

41、榕阳台数*6.叶滤机在恒定压差下操作，过滤时间为T，卸渣等辅助时间T。滤饼不洗涤。试证当过滤时间D满足，+2qD时，叶滤机的生产能力达最大值。DeK6已知；恒甩下，过滤时间：，轻助时间.洗渥时间tfD求kLt=旳“I伶甘，生产能力扱大解题思路：恫压卜“-御沪監t=(孑+2徑)隹生产能力Q=-=兰=f(q)十口*旨_禺讣心孑+臥+审n|JdQdqO时Pqgjr代入f(q)即是最大生广能力些_=吃/+却们+过滤操作型计算7在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤10分钟得滤液4升。再过滤10分钟又得滤液2升。如果继续过滤10分钟，可再得滤液多少升？己知匸恒虽过程；I=LQmiL时，V=4L,Ar|=10

42、uiiii.AV=2L:At：=10min血AVaft?题押路：恒压时讦PW尸KA：t山已知盖件理两牛式：打解出:.Vr,曲Tj=r+At,4Aij=10+10+10=JOinJtLv+拌尹;=解得耳Aij=巧_m;28某压滤机先在恒速下过滤10分钟，得滤液5升。此后即维持此最高压强不变，作恒压过滤。恒压过滤时间为60分钟，又可得滤液多少升？设过滤介质阻力可略去不计。已知：恒速过滤阶段TL=10miiirVi=5L:tH过滤阶段山t=6Dminnqe=0求：AV解題思皓：恒速过滤b+W产备二Q可=扛讥怛扛阶段的k即足恒速终r时的k化恒压过漆tV该板框压滤机每次过滤(滤饼充满滤框)所需的时间；-

43、:)+2VECV-V)=KA-(T-Tj)9有一叶滤机，自始至终在恒压下过滤某种水悬浮液时，得如下的过滤方程：q2+20q=250t式中q1/m2；tmin。在实际操作中，先在5min时间内作恒速过滤，此时过滤压强自零升至上述试验压强，此后即维持此压强不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：(1)每一循环中每m2过滤面积可得的滤液量(l)；(2)过滤后再用相当于滤液总量的1/5水以洗涤滤饼，洗涤时间为多少？9.已甥：叶穗机，恒圧下M15qT+20q-250i(q-Um3rHnin)里际提柞*恒竝过程=5吐，冷蚪丁I平.bt盛IE，IGfiUhtifi时刨丁二血求=T=鹿曲.切q=q/5

44、,求t、御世思路：和.圧过波qJ*2qq.=Kt.恒速过浊卅+5iT,=yi林9l也丘过泄：于-彳：4呦-弘=直T_TJ驚他r*10.某板框压滤机有10个滤框，框的尺寸为635X635X25mm。料浆为13.9%(质量)的CaCO3悬浮液，滤饼含水50%(质量)，纯CaCO3固体的密度为2710kg/m3。操作在20C、恒压条件下进行，此时过滤常数K=1.57X10-5m2/s,q=0.00378m3/m2。试求：e2)在同样操作条件下用清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液量的1/10求洗涤时间。10.1_1知：板椎压滤机，10只板框，尺寸6i5X635X25min,水悬浮液含CaCOj13.9%师

45、鈕)，詭饼含忒B)iP尸2丁1恥珂11?,20M压掾柞卜，K=157XW5tLf/sn生=0.0037Sm*/m2,章:(1)充福滤框的时间T在相濟杵卜-洗涤，=护，匚解題思番:(I)A=10X2X0.6S52=.06rn2Ve=uAfUJK过滤：V-+2W*=KA-柜据物斡衡算：Vb=0635!X0925XHMO.lODSm5e=?tP5O.pT十50/p3：Pp13.9/pp+(100-ir9)/p(V+V)或=听1_町rCl-t-EFfflRAtii压过滤方程,得匸核榊压他机T妙f”*11.过滤面积1.6m2的叶滤机在操作时测得如下数据:V(m3)0.040.080.120.160.20

46、0.24T(S)501643175127501029在过滤初期50s内，压差逐步升高到1X10sPa，以后在此恒压下操作。试求:(1)压差1X10sPa下的过滤常数K、qe;(2)过滤自始至终在压差1.5X105Pa下操作，750s后得滤液量多少？设滤饼不可压缩。II.己知：叶施机A-I.6iu2,s-Q在过迖初如亦闷，斥去升至lKl/Pa,旦斤在此压山下恆疋操件.蹈得:V(mJ)Q.O+gob0.120.160.200.24-(=)50164il5127501029求I()此压强卜*JC&C感有UiB能冷將扣R分卅麻決I盘虹小類牠罚机疏邃鱼是带丸IB昂成新料的沉阵曲產%-小jW昭一pl呼”嘶

47、丿HJUAsB可完全分开.7.试证ZRep2为与沉降速度无关的无因次数据，且当ZRep2小于何值时则沉降是在斯托克斯定律区的范围以内？=求ill：E*Re与u(无火的壬I耳次数秫求：匚血2小F-何值时*抚澤定斷托克斯IX解題思帶：出颖粒力中衡吋2即p(Pf-P)E=dp_yP11：=叫心沁与耳护当沉降在斯ft克斯恆=2诡，可得*8.下表为某种催化剂粒度分布及使用某种旋风分离器时每一粒度范围的分离效率。粒径卩m5101020204040100质量分率0.200.200.300.30粒级效率n:0.800.900.951.00试计算该旋风分离器的总效率及未分离下而被气体带出的颗粒的粒度分布。若进旋

48、风分离器的催化剂尘粒的量为18g/m3气，含尘气的流量为1850m3/h，试计算每日损失的催化剂量为多少kg?S.己知ium57010-202(M)40-1W喷凰空率孟、，0.200.200.3D030莉怨效率叫0.300.900.531.00WA=1Ep-U!3q：=lSSQoi求:W出口倉盧务布,W4(kiiayj解冏感路=4尸皿叽斑=气验%=ci一耐叽叫-弘一叩叽=器牡一耐眄弔%=xAl(l-nJw,可匸厂化-a-jhd=讪-20pwxffijft,-20-40prrA出rfj,=40-lOOflAfJTyy科出=学O冷、热两表面之间。热侧表面用电热器维持表面温度t=200C。冷侧表面用

49、水夹套冷却，使表面温度维持22.为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶，测得t2=300C,t3=5O。求内壁温度t,。设炉壁由单层均质材料组成。己亂S!-0/3)&rtiSOOTC,.t-50T冷、热两表面之间。热侧表面用电热器维持表面温度t=200C。冷侧表面用水夹套冷却，使表面温度维持2冷、热两表面之间。热侧表面用电热器维持表面温度t=200C。冷侧表面用水夹套冷却，使表面温度维持2h=0.65W;,ini*K求：的解题出路：q=Gr某火炉通过金属平壁传热使另一侧的液体蒸发，单位面积的蒸发速率为0.048kg/(m2s),与液体交界的金属壁的温度为110C。时间久后

50、，液体一侧的壁面上形成一层2mm厚的污垢，污垢导热系数入=0.65W/(mK)。设垢层与液面交界处的温度仍为110C,且蒸发速率需维持不变，求与垢层交界处的金属壁面的温度。液体的汽化热Y=2000kJ/kg。3,|_1知：G=0.04Bk3jrm?5.用定态平壁导热以测定材料的导热系数。将待测材料制成厚、直径120mm的圆形平板，置于S,tllOCn=2nim,为减少热损失，在外径150mm的饱和蒸汽管道外复盖保温层。已知保温材料的导热系数入=0.103+0.000198t(式中t为C)，蒸汽管外壁温度为180C，要求保温层外壁温度不超过50C，每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1X1

51、0-4kg/(ms)以下，问保温层厚度应为多少？4.却I；15Omni,X=0.10340.00019熊丸彗外电漏度妒13代：保覗层外墮船度t=50X2冷凝虽G=1XlOu/in-弘求：保温层丹度应解题思踣：Q=Grfif180C4L解题思路：aali*苯被加攜齐对用Nu=0.OSSRW4抵式a=0.023Re#sPrfll在常压下用列管换热器将空气由200C冷却至120C,空气以3kg/s的流量在管外壳体中平行于管束流动。换热器外壳的内径为260mm,内有25X2.5mm钢管38根。求空气对管壁的给热系数。g”C知：塔爪卜空气TlWOOGt?=2QC%=业才亦空气外壳休中中行F-菅束沛动-D

52、=260oun.11=35,25X2.5uun,jR:a解题也牡r空气吓均渥礎h-t血L2O16072査帯jlil&ZiC空pp=0SljLp/m2,U=2.45X10jPaS,Pt=O63207,k=O.0364W/DK.SM尹一吟宀加jlD+nudD4ndA.lL/空气彼冷却.=Q,02?Re*JPrtJ10.油罐中装有水平蒸汽管以加热罐内重油，重油的平均温度tm=20C,蒸汽管外壁温度tw=120C,管mw外径为60mm。已知在定性温度70C下重油的物性数据如下：P=900kg/m3；Cp=1.88kJ/(kgC);入=0.174W/(mC)。运动粘度v=2X10-3m2/s,B=3X1

53、0-41/C。试问蒸汽对重油的热传递速率W/m2为多少？2己知：水平莖汽昔加热中卜部甫油，d=60nun(=20X7,tlSOCr7OT?S油：p-W0fcgMCp=1,a8kJ/(kg.X!).v=ZXlO:ir/srP=3X10J|/C求:qW/m:解題思路：届大容积口然对盘叮木半锻呂特性尺JJJ=gPr=C,p1=Gr-Pr杏親材表TA,ba=.4CGrFj泸=叭一1室内水平放置两根表面温度相同的蒸汽管,由于自然对流两管都向周围空气散失热量。已知大管的直径为小管直径的10倍，小管的(GrPr)=109。试问两管道单位时间、单位面积的热损失比值为多少?11.C知：网水半加垃同曾山=1陆，G

54、rPfi：=1?求uqi/qi解題思路.屈白撚对常i.uAk/iHGi-Pr)*人小两冲管于不同的只是特性L囚水平放置l=dAGt*Prd5-(GrPr冷凝给热饱和温度为100C的水蒸气在长3m、外径为0.03m的单根黄铜管表面上冷凝。铜管竖直放置，管外壁的温度维持96C，试求每小时冷凝的蒸汽量。又若将管子水平放，冷凝的蒸汽量又为多少?212.丄知二気itL=3tn.d=U.O3tnjRz團僭嵯藏，(2)圆邕水平战*wXfcg/h)解恿恩舞：TJ(KJX?r/2=93X：TJ?8X?r水.p=S60kg/R,u=090mPa*G=0.682l/K设縊汕为足盅，则瞬放时220aitrflA?1H

55、1=rr(2)水仍设蜃流22热辐射用热电偶温度计测量管道中的气体温度。温度计读数为300C,黑度为0.3。气体与热电偶间的给热系数为60W/(m2K),管壁温度为230C。求气体的真实温度。若要减少测温误差，应采用哪些措施？13.已知：热电偶测得Tl=300C,e1=0.3,o=60W/m:*123012f求：体的貞映温度耳解題思路：与壁而柑比，掛电偶面积很小.2得GJ.!ALi提畐降低抽二捉吕则肉町减少误差例如用遞热罩捕气式热电為14.功率为lkW的封闭式电炉，表面积为0.05m2,表面黑度0.90。电炉置于温度为20C的室内，炉壁与室内空气的自然对流给热系数为10W/(m2K)。求炉外壁温

56、度。U.lL知：QlkW,A0.05m2,eR一號n10W/m2*K,T=20X：,菠：炉外瑩镒度Tq-解题恩辟：定态时，険热最应等丄辐St对流传拈之和t式试差得匚15.盛水2.3kg的热水瓶，瓶胆由两层玻璃壁组成，其间抽空以免空气对流和传导散热。玻璃壁镀银,黑度0.02。壁面面积为0.12m2,外壁温度20C,内壁温度99C。问水温下降1C需要多少时间？设瓶塞处的热损失可以忽略。15.己知：m=23Kg,c.=tE=D.O2,A=t.12mtDTC,匚=的电:，塞于处热损不计。船水降1弋，-解题现VA,=1,中严1,也定态处理*僅_丫_（互丫1100丿1100丿2査99水，5Q-r=mC(d

57、t2*16.两平行平板的温度分别为t=400C、t2=150C,黑度分别为=0.65,e2=0.90O今在两板之间插入第3块平行平板，该板厚度极小，两侧面（A、B面）温度均一但黑度不同。当A面朝板1,达到定态后板3的平衡温度为327Co当B面朝板1,达到定态后板3的温度为277C。设各板之间距离很小，求板3的A、B两面的黑度eA、eB各为多少？fl-JOI.,、*卜一|氧応习题16附图习题17附图16.已知:T:400T?tT2=L5OC,ei=0.65,e7=0.90：两板间插入Yte：此丫粧九Biffi照度不冋bLAB2HbT3=327C当L-BA-2时，T：=277r*17.试证明在定态

58、传热过程中，两高、低温(TaTb)的固体平行平面间装置n片很薄的平行遮热板时(如图示)，传热量减少到原来不安装遮热板时的l/(n+l)倍。设所有平面的表面积、黑度均相等，平板之间的距离很小。传热过程计算18.热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为25X2.5mm钢管，导热系数为45W/(mK)。冷水在管内湍流流动，给热系数a=2000W/(m2K)。热气在环隙中湍流流动，a2=50W/(m2K)。不计垢层热阻，试求管壁热阻占总热阻的百分数；内管中冷水流速提高一倍，总传热系数有何变化?环隙中热气体流速提高一倍，总传热系数有何变化?2IS.已知：内J25X2.5nm.X=4Sl/i-K,官内冷水i

59、fi渝.a1=20Mt/r-K.耳原热粘谎flp=50*/m?Kr不讣氐层熬KL求：甘墜熱F乩匚总热沮的百汁率j*垢倍，KUr增借K丄鱼+鱼！且+工禅题恩路；Cl)lairflk听aiJ总菇阻jr得晋壁热阻谕率，-fluM,0=2)trjL=2f-EX2OOO=3J8i+20.外径1.2m的球形贮罐内放-196C的液氮，罐外覆以入=0.02W/(mK)的绝热材料以减少向大气的冷量损失。保温层外壁的温度不低于28C,以免露水凝结。大气温度为32C,大气与保温层外壁的给热系数为12W/(m2K),罐内液氮对壁的给热热阻以及罐壁的热阻均可忽略，计算绝热材料应有的厚度。注:球壁导热公式参见题6。已如；

60、球di=1.2m,绝热材f-O=0.02i/m-K.t爺辽,al=12W/iu2K.求:绝砚层号度廿辭題思瞎：大气向城罐传热a=口曲扛山一心惊温层导热两Q和誓*得卜用不同的水流速度对某列管式冷凝器作了两次试验,第一次冷凝器是新的,第二次冷凝器已使用过一段时期之后。试验结果如表所示：试验次数第一次第二次流速m/s1.02.01.0传热系数KW/(m2C)1200I8601100上表中传热系数均以外表面为基准。管子尺寸为28X2.5mm,导热系数为45W/(m2C)。水在管内流动是高度湍流,饱和蒸汽在管外冷凝。两次实验条件相同。试求：第一次试验中，管外给热系数a1,以及当水速为2m/s时管内给热系