化工原理习题及解答(中文)

化工原理习题及解答

华南理工大学

化工原理

邹华生

流体力学与传热

第一章流体流动

1.1解：混合气体的平均分子量Mn为

Mn=M”,2丫皿2+M。2y。2+M*2yN2+MH20yH2O

=44X0.085+32X0.075+28X0.76+18X0.08

=28.86kg/kmol

该混合气体在500℃,latm时的密度为

Mm*To*z?28.86273

P=-----------------------=--X-----------=0.455kg/m3

22.4*722.4273

1.2解：设备上真空表的绝对压强为

绝对压强=大气压一真空度

=740-100

=640mmHg

由普产&53X/N/"

设备内的表压强为

表压强二一真空度

=—lOOmmllg

*泮…X…

或表压强=一(100X1.33X102)=-l.33X104N/m2

1.3解：设通过孔盖中心的0—0水平面上液体的静压强为p,则p便是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。

根据流体静力学基本方程知

P=P“+Pgh

作用在孔盖外侧的是大气压强p“，故孔盖内外两侧所受压强差为

△p=p-pa=pa+Pgh-pa=Pgh

Ap=960x9.81(9.6—0.8)=8.29xl04N/m2

作用在孔盖上的静压力为

jrjr

p=ApX-d2=8.29Xio4x-x0.762=3.76xlO4N

44

每个螺钉能承受的力为

400x9.807x-x0.0142=6.04xl03^

4

螺电丁的个数=3.76XIO4404x1()3=623个

1.4解：U管压差计连接管中是气体。若以0H2。，「磁分别表示气体，水和水银的密度，因为0g

皿总，故由气体高度所产生的压强差可以忽略。由此可认为pA-2及PgxPD

由静力学基本方程式知

PA-Pe^PmoSRi+PngSRz

=1000X9.81X0.05+13600X9.81X0.05

-7161N/m2

PBAPD=pA+=7161+13600X9.81X0.4=6.05XIO4N/m(表压)

1.5解：1)1,2,3三处压强不相等，因为这三处虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一

种流体。

2)4,5,6三处压强相等，因为这三处是静止的，连通这的同一种流体内，并在同一水平面上。

3)“4=Ps

即PA+PmoSh2=%+Pinog^i一4)+Pnsg^

:

-PB^PA-<PHS-Pmo)Sh\

=101330-(13600-1000)X9.81X0.1

=88970N/m2

2

或/?B=12360N/m(真空度)

又由于24=Pc

即PA+PH20ghz=pc+pHggh2

所以Pc=PA-(0/g—0/2o)g"2

=101330-(13600-1000)X9.81X0.2

=76610N/m2

2

或pc=24720N/m（真空度）

1.6解：在串联U管的界面上选2,3,4为基准面，利用流体静力学基本原理从基准面2开始，写出各基

准面压强的计算式，将所得的各式联解，即可求出锅炉上方水蒸气的压强Po。

h

Pl=Pl=Pa+0Hgg(%一〃2)或。2一P“=PHgg(\~卜2)

f

A=Pi=Pa-PH20g(%-h2)或23一。2=一。H2og(九一hl)

f

PA=PA=P“+0Hgg(〃3一。4)或P&-P3=pHgg(%一卜4)

Po=P4-PH20g(h一4)或P。一24=一夕"2°g(05-%)

将以上右式各式相加，并整理得

Po=Pa+0-g[(4-人2)+(〃3-人4)]一420g[(力3-%2)+(〃5-〃4)]

将己知值代入上式得

745

Po=-X1O133O+136OOX9.81[(2.3-1.2)+(2.5-1.4)]

-1000X9.81[(2.5-1.2)+(3-1.4)]

=364400N/m2

42

或/?0=364400/9.807X10=3.72kgf7cm

1.7解：当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐。则两扩大室液面差Ah与微差压差计

读数R的关系为

-D2\h=-d2R

44

当压差计读数R=300mm时，两扩大室液面差为

Ah=R（#=0.3舄>=0.003加

以0，0分别表示水与油的密度，根据流体静力学基本原理推导出

p-p0=3-Pi）gR+Pzgkh

即管路中气体中的表压强P为

p=（998-920）X9.81X0.3+920X9.81X0.003=257N/m2（表压）

1.8解：1）空气的质量流量

从本教材附录三查得标准状况下空气的密度为1.2931<助靖。

740

操作压强,=——xl.0133xl05+2x9.807xl04=2.95x105N/m:

760

操作条件下空气的密度为

,T'p273x2.95x1()5,

p=p'—=\.293X---------------------=3o.18kg面3

Tp'(273+50)1.0133xl0s

空气的质量流量为

2

ws=uAp=9x121x^x0.02x3.18=1.09左g/s

2）操作条件下空气的体积流量]

3

Vs=ws/p=1.09/3.18=0.343m/s

3）标准状况下空气的体积流量为

v'=wjp'=1.09/1.293=0.843疗/s

1.9解：以下标1表示压强为latm的情况，下标2表示压强为5atm的情况。

在两种情况下W,"=ws2=ws

Ti=T2=T

=u2=u

由于吗="24222

所以（生尸=包=为

d[22Pl

即d2=41=097=0.0313mm

1.10以高位槽液面为上游截面i—r,连接管出口内侧为下游截面2—2"并以截面i—r为基准水平

面。在两截面间列柏努利方程式，即

22

gZi+^=gZ2+^+^hf

2P2P

式中Z,=0

/a0

PlP0（表压）

u2=Vs/A=---------------=1.62777/s

3600x—x0.0332

4

4

p2=0.1x9.807xIO=9807N/12（表压）

Z%=301/粒

将上列数值代入柏努利方程式，并解得

,1.62_9807.._

Z,—(-----1------F30)/9.81=—4.37/77

2850

高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37m。

1.11解：1)A——A，截面处水的流速

以高位槽液面为上游截面1——1’,管路出口内侧为下游截面2——2\并以地面为基准面。在两截面

间列柏努利方程式，即

2p2p

式中Zj=SmZ2=2m

〃［才0

P\=P2

Z6/—6.5w2=6.5”：

将上列数值代入柏努利方程式，并解得

u?=J9.81x6/7=2.9m/s

由于输水管的直径相同，且水的密度可视为常数，所以A——A，截面处的流速=2.9〃?/s

2)水的流量

V.=3600/〃=3600X-X0.12X2.9=82W3/h

4

1.12解：上游截面A——A，，下游截面B——B"通过管子中心线作基准水平面。在两接间列柏努利方程

式，即

SZA+-y-+—=gZ+-y-+—+hf,AB

2p2Bp

Z/==0

式中uA=2.5m/5

£hf.AB=\5Jikg

根据连续性方程式，对于不可压缩流体，则

兀口2兀口?

UA

d.33)

u=〃/(—"9=2.5(—)=1.23w/s

所以8R八(47

两截面的压强差为

2_2

PB-PA=(""2"一£/)。

oc2_i232

=（'-1.5）x1000=868.57V/m2

即PB-PA=868.5/9.798=88.6mmH2O

两截面玻璃管的水面差为88.6mm»

由于pB=88.6+pA

所以PB>PA

B处玻璃管的水面比A处玻璃管的水面高。

1.13解：水在管内流速与流量

贮槽水面为截面1——1',真空表连接处为截面2——2\并以截面1——1'为基准水平面。在两截面间

列柏努利方程，即

22

gZ1+++”gZ2+事2+功J

2p22J”

式中ZI=0Z2=1.5w

Pi=0（表压）

=2/

w2«0

1QC

5

p2=-^xl.0133xl0=—2.47表压）

将上列数值代入柏努利方程式，并解得水在管内的流速为

〃(247x10一9.81x1.5)2.5=2m/s

V1000

水的流量为

Ws=z源P=2X(X0.0712X1OOO=7.92kg/s

2)泵的有效功率

贮槽水面为上游截面1——V,排水管与喷头连接处为下游截面3——3"仍以截面11'为基准水

平面。在两截面间列柏努利方程，即

22

gZ[+寸+言+匕=gZ2+/+夕+£hf,i+Z〃/，2

式中

Zj=0Z2=14m

«0u2=2m1s

Pl=0（表压）P2=9.807X104N/〃J（表压）

i+Z"/2=+10i/2=\2u~

将上列数值代入柏努利方程式，并解得

W,=9.81X14+9-807X10-+12.5X22=285.4〃馆

«1000

泵的有效功率为

N”匕吗=285.4x7.92=2260%=2.26也

2.14解：本题属于不稳定流动，槽内液面下降1m时所需要的时间，可通过微分时间内的物料衡式与

瞬间柏努利方程式求解。

在d0时间内对系统作物料衡算。设F，为瞬时进料率，D，为瞬时出料率，dA，为在d0时间内的积累量,

则在d0时间内的物料衡算试为

F'd0-D'dO=dA'

又设在d。时间内，槽内液面下降dh,液体在管内瞬间流速为u。

式中F'=0

D，=~W

dA'^-D-dh

4

则上式变为

jr

--d.udO=-D2dh

4°4

或^=-（—）2—

d°u

式（a）中瞬时液面高度h（以排液管中心线为基准）与瞬时流速u的关系，可由瞬间的柏努利方程

式获得。

在瞬间液面1——1'与管子出口外侧截面2——2,间柏努利方程式，并通过截面2——2,的中心作基准

水平面，得

22

g4+.八gZz+宇立+协

2p2p

式中Zx=hZ2=0

»l«0u2=0

P\=Pl

=20“2

将上列数值代入上式，并简化为

9.81h=20i/2

即u=0.7战

以上式b代入式a,得

d0=-(D\2dh=_(2.dh

J，0.7更(Q032)0.7口

dh

=-5580

4h

在下列边界条件下积分上式，即

4=0%=2m

%=。力2=1m

电-5580j喘

解得0=-5580X2［匹_跖£:；

=5580X2(V2-VT)=4632s=1.284。

1.15解：1）泵的轴功率

在循环管路中任选某截面为1——1',并兼为截面2——2,（意即流体由截面1——「出发，完成

一个流动循环后达到截面2——2D。在两截面间列柏努利方程式，得

22

gza争^力"g小事?工与

因截面1——1'与截面2——2,重合，所以

ux—u

Pi=P2

Z]=Z2

则上式可简化为

%=£%=£hf,AB+X=98.1+49=147.U/kg

流体的质量流量为

Ws=匕P=36x1100/3600=11彷/s

泵的轴功率为

N=匕叱/〃=147.1xl1/0.7=2312%a2.31左％

2）B处压强表的读数

在两压强表所在的位置截面A与截面B之间列柏努利方程式，并通过截面A中心做基准水平面，得

22

gZ-9+JgZB卷+S/B

2P2P

式中ZA=0ZB=7m

UA=八

4

pA=2.5X9.807X10=2.45、1（）5乂/加2（表压）

£hMB=98.1J/kg

将以上数据代入柏努利方程式，解得

PB=2.45X105-<9.81X7+98.1）X1100=6.2X1047///M2（表压）

B处压强表的读数为

6.2xl04-2

PR=---------=0.63奴/CM

%9.87xlO46

1.16解：1）用SI单位计算

从本教材附录十七中查得70%醋酸在20℃时p=1069奴/加，〃=2.5x\0-3N-s/m2

d=1.5cm=0.015m

u=------------------=0.882/77/5

60x-x0.0152X1069

4

0.015x0.882x1069

则凡=5657属于湍流

2.5乂10一2

2）用物理单位计算

p-1.069g/COT3

〃=0.025g/（cm-s）

d=\.5cm

u=88.2CM?/s

L5x88.2xl.069

R«==5657

0.025

1.17解：1）雷诺准数

dup0.014x1x850岸工右

RD=——=-----------=1488属于滞流

e〃8

1000

2）局部速度等于平均速度处与管轴的距离

根据式1---38与式1---39,即

〃”答面，）

"2

当局部速度叫等于平均速度〃时，则

2

所以i=0.707R=0.707X7=4.95mm

局部速度等于平均速度处与管轴的距离为4.95mm处。

3)上游截面为1——V,下游截面为2——2\对于直径相同的水平管段，p\_p2='pf

根据哈根一泊叶公式,即

32〃/〃

△Pf

d2

则液体流经管长为

(Pi-PzM(1.5—1.3)9.807xlO4x0.014?

=15w

32即32x8xl

1000

1.18解：1)1kg水流经两截血的能量损失

在截面1——「和截面为2——2,间列柏努利方程式，并通过管轴作基准水平面，得

gZ'4+7+^gz-号4+初

式中Z1=22=0

%__________10800_________

%=2.95mls

403600X-X0.0362X1000

4

10800

=1.36m/5

u2

3600x-x0.0532xlOOO

4

•••P\-Pi=pgR

P二=9.81x0.1=0.981J/kg

P

将以上各数值代入柏努利方程式，解得

「2952-1362

Z〃/=0.981+2=0981+3.43=4.411/kg

2)bpf=/?，//,=1000x4.41=441ONj

1.19解：根据哈根一泊叶公式，即

分别用下标1和2表示原来与改变管径后的情况，两种情况下流体的粘度及管长没有变化，则

△pf\U2/d1、2

------二---(---)

\p「uxd>

由题知两种情况下直径比为

d\Id?=2

又由于唳1=，S2

即*=(H_)2=22=4

u}d2

所以也^=4x22=16

由此说明，管径减少至原有直径的1/2时，在液体的输送量，物性及管长相同情况下，因流动阻力而产生

的能量损失为原来的16倍。

1.20根据直管阻力的通式，即

分别用下标1和2表示流量改变前与改变后的情况，由题知在两种情况下管长与管径均不变化，则

4/2=42(〃2)2

〃/121ux

根据柏拉修斯公式，即

_0.3164

4―„0.25

两种情况下摩擦系数之比为

_（R9l）0.25

了一短

山于流量增至原有的2倍，即

%=2瞑

则史」

u22

两种情况下液体的粘度，密度不变，所以

于是%于0.25=0.84

4

故也=0.84x22=3.36

1.21解：烟囱底端为上游截面1——r,顶端内侧为下游截面2——21并以截面1——「为基准水平面，在

两截面间列柏努利方程式，即

22

gZ|+$+—gZ2+?+区+Z储

2p2p

Z1=0

式中।

Z2=30/77

/a〃2（烟囱截面相同，烟道气压强变化不大）

由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按1atm及400C计算，即

pM1.0133x1()5x30

3

P==0.534彷/m

RT8.316xl03(273+400)

以“表示大气的密度，P,“与0“2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，则

2

Pi=_5x9.798=pt-497V/TM

因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故

Z

Pl=Pal=Pa\-PS2

标准状况下空气的密度为L293kg/m3,所以latm,20℃时空气的密度为

273

“=1.293x=1.2kg/m3

273+20

3

于是p2=p(il-1.2x9.81x30=pul-353N/m

将以上各值代入柏努利方程式，解得

(„-49)-(p,-5)__

2％=Aa3398ix30

0.543

560-294=266J/kg

i17

其中d,=4xx1.09m

e2x(1+1.2)

烟道气的流速为

266x1.09x2,

u=--------------------=19.7m/s

0.05x30

烟道气的流量为

wh-3600“Zp=3600x19.7x1.2x1x0.543

=46210饭/〃

1.22解：在反应器液面1——r与管路出口内侧截面2——2,间列柏努利方程式，并以截面1——r为基准

水平面，得

22

rP\-P)

gZl+—+——+匕=gZ2+~T+^+

2p2p

Z1=0

式中

Z2=15m

w,«0

明2xl04/

〃2H----:——=--------------------------------=lA3m/s

-d2p3600x-x0.0682xl073

44

5

A=_122X1.O133X1O=—2.67x104%/小(表压)

p2=0(表压)

将上列数值代入柏努利方程式，并整理得

2.67xlO41.432。

底U7=----------+9n.0811x1l5c+-----+〉h

e10732乙/f

=173+Z〃，

其中+

%=O068xl.43xl073=]66xi05

〃0.63xlO-3

-=—=0.0044

d68

根据口6与£值，由［本教材图1——24查得摩擦系数4=0.03,并由图1——26查得各管件，阀门的

d

当量长度分别为

闸阀（全开）।0.43X2=0.86m

标准弯头：2.2X5=llm

p...小__50+0.86+111.43_.cT/1

所r以2〃/=(0.03x-------------F0.5+4)----=32.5J/kg

0.0682

于是匕=173+32.5=205.51/俯

泵的轴功率为

2W(D205.5X2X104

N=---e---s---------------------=1631*1.63物

〃3600x0.7

1.23解：以鼓风机进口压差计连接处为上游截面1——r,防空管口内侧为下游截面2——2，,过截面1—

一r的中心作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式，即

gZ|+?+?自+Z%

Z.=0

式中

Z2=20m

Pi=30x9.798=294N/加？（表压）

P2=0（表压）

3600“）/

%=u2=--------------------=20Am/s

3600x-x0.252

4

由于气体在系统内压强变化不大，故气体的密度可按latm,50℃计算，即

p=­x-273-=1.094版/阴3

22.4273+50

将以上数值代入柏努利方程式，并整理得

294

W=Yhf+9.81x20------=\hf-72.5

乙f1.094乙1

其中X〃/-〃躇+磔

小=<'一7’+:进塔+前悌）与

latm,50℃下空气的粘度n=l.96x10-5N.S/m2

0.25x20.4x1.094

2.85X105

此1.96x10-

£=11^=0.0006

d250

山本教材图1——24查得X=0.019

所以X4病=（0.019趣+1+0.5）号一=1103J/版

V，,200x9.798,“一，，

*磔=-7^=1791」保

则=1103+1791=2894

风机作的有效功为

%=2894—72.5。28221/超

气体的质量流量为

w,=3600X1.094/3600=1.094饭/s

鼓风机的有效功率为

N=eW,we.s=2822x1.094=3087%=3.0泌%

1.24解：1）闸阀部分开启时水的流量

在贮槽水面1——1'及侧压点处截面2——2,间列柏努利方程式，并通过截面2——2,的中心作基准

水平面，得

22

gZ\+~+~=gZ2+~T~+~+^^/,1-2

2P2p

式中P\=0（表压）

2

p2=pHggR-PH20gh=13600x9.81x0.4-1000x9.81x1.4=396307V//M

u}«0

Z1=0

z2可通过闸阀全开时的数据求取，当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知

PH20g(Z\+h)=PHggR(b)

式中h=1.5m

R=0.6m

将已知数值代入b,解得

13600x0.6

-1.5=6.66m

1000

Z”—=(4+7C)、=(0.025X>0.5)、=2.13〃2

将以上各值代入式a,即

u139630c2

9.81X6.66=——+-----+2.13〃-

21000

解得u=3.13m/s

水的流量为

V.=3600x=3600x-x0.12x3.13=88.5/n3//?

44

2）闸阀全开时测压点处的压强

在截面1——「与管路出口内侧截面3——3,间列柏努利方程式，并通过管子中心线作基准水平而，得

22

SZ\+-Y+—=gZ2+-y+—+X/?/.l-3⑹

2p2p

式中Z,=6.66机

Z2=0

uxx0

P】=「2

J/J+万\"2

Z〃八i_3=(x-y-+久)万

35u2

=[0.025(yy+15)+0.5]y

=4.81u2

将以上数据代入c,即

9.81x6.66=—+4.81U2

2

解得u=3.51m/s

再在截面1——1，与截面2——2,间列柏努利方程式，基准水平面同前，得

22

gZ\+~+~=gZ2+~^~+~+(d)

2p2p

式中Z]=6.66m

Z2=0

Wj«0

u2«3.51m/s

Pi=0(表压)

Z〃人2=Q5+4)g=(0.025X院+0.5)誓=26.2J/饭

将以上数值代入式d,即

3.512p…

9.81X6.66=------1----2—|-26.2

21000

解得P2=32970

1.25解：在管道进口外侧（气柜内）截面1——「与管子出口外侧（设备内）截面2——2,间列柏努利方

程式，并通过管子中心线作基准水平面，得

2

4U'qPl

gZ1-1-----------1--------gZ+—+2-^-+

2P22P

式中Z|=Z2=0

W]«0

w2«0

Pi=62x9.798=607.5N/〃?2(表压)

p2=0俵压)

将以上数值代入上式，并简化得

2%=鬻=8皿/纭

其中小/=〃1+今5+(£+£)与

因乙/da15,£=0.54=1，所以

Z(—+15)——+1.5——=810

422

上式中A为u的函数，故要采用试差法求解。设煤气的流速为20m/s,则由流量公式计算出管子的内

径为

1000

*=0.42lw

3600x-x20

4

选用<|>426X6mm的钢板卷管，管的内径d=426-2X6=414mmo

管内的实际流速为

10000

u=-----------------=20.6m/s

3600x万x0.4142

4

_dup0.414x20.6x0.75.,-

R0=—=----------=4.26x1055

〃0.015x10-3

-=0.2/414=0.00048

d

根据Re与£值，查本教材图1——24,得入=0.018,

d

将u与入代入式a的等号左侧，得

SO18(577^+15)+L5X^―=7446//粒<810J/版

即区〉z为

说明“426X6mm的钢板卷钢合用。

1.26解：本题属于并联管路，以下标1表示主管，下标2表示支管。并联管路的流动规律为

=Z〃/2

Vs=%+%

支管的能量损失为

式中4=0.03

,2+W?e2=10加

d2=0.053

272

%=--------3---------=0.343加/s

3600x-x0.0532

4

将以上各数值代入式C,得

yhf2=0.03XX=0.333J/kg

主管的能量损失为

.2

=Z〃/2=4yy=0-333

0.333x0.3x2

所以〃i=2.36mIs

V0.018x2

主管流量为

匕“=3600x-x0.32x2.36=601w3//?

4

总流量为

3

Vh=601+2.72«603.7m//?

1.27解：当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量

在高位槽水面1——1'与BC支管出口内侧截面C——C间列柏努利方程式，并以截面CC为基

准水平面，得

22

."1P\.乜cPc十1

Sz\+-+一=gZc+?+—+2〃/

2p2p

式中Z|=lbwZc=0

M1*0

Pl=Pe

UL

所以"+Z4,=9.81x11=107.9(a)

Z+Z'/,sc⑹

「I+>/M2

CQ〃2

=(0.03x----+o.5)3=23.15心(C)

0.0382

2

Z"=(003等=5.86啧⑹

"UAB=(—")2%

九(e)

2,3242

••UAB=(彘)"BC

将式e代入式c,得

，4A=23.15x0.5〃\=11.58〃〉(f)

J,/1DoCoC

将式f,d代入式b,得

Z%=11.58,息+5.86啧=17.44唯

v=

cUBC,并以Z〃/值代入式必解得

wBC=2.45m/s

23

VBC=3600x^0.032x2.45=7.1w//?

2)当所有阀门全开说，两支管的排水量

根据分支管路的流动规律，则

22

Z

§c+玄+5+Zhf,Bc=gZ。+半+登+ZhfBD

两支管出口均在同一水平面上，下游截面列于两支管出口外侧，于是上式可以简化为

Z"fie=Zhf,BD(a)

Zhf,Bc=(%~~r*+Osc=(003X二+1)--=6.36M

\A4U.UJ4乙

2

Z储回=(4热+%c第=(269.24+0.5)嗑

U.U2。2

将Zhf.Bc，Zhf,BD值代入式a，得

6.36〃嘉=(269.2/1+0.5)w^D(b)

分支管路的主管与支管的流量关系为

「AB=「BC+

dAB=dBC"BC+dBD"BD

0.0382〃=0.0322〃“+0.0262〃

/IDoCDlJ

将上式整理后得

Z

uAB=0.708/BC+0.469wfi£)(c)

在截面1——「与c——c，间列柏努利方程式，并以截面c—c，为基准水平面，得

7WI2P\

gZ|+』+」=gZc+%七91

2P

式中Z1=llmZc=0

u]«0uc=0

Pl=Pc

上式可简化为

+Z%=107.9

前已计算出=23.15心，Z"8c=6.36〃1

所以23.15〃%+6.36M=107.9(d)

在式b,C,d中，及丸均为未知数，而2又为〃8Z)的函数，

可米用试差法求解。设〃8。=145切/s,则

0.026x1.45x1000

凡=%=37700

丁

1000

-=0.15/26=0.0058

d

根据Re与三值查本教材1——24,得入=0.034,将人与内。值代入式b，即

d

6.36啧=(269.2x0.034+0.5)1.452

角吊得w5C=1.79m/s

将〃6°,的值代入式C，解得

zJR=0.708X1.79+0.469X1.45=1.95m/s

AD

将〃EC，“加值代入式d等号左侧，即

23.15X1.952+6.36X1.792=108.4

计算结果与式d等号右侧数值基本相符(108.4^107.9),所设“B。可以接受，故两支管的排水量分别

为

23

VBC=3600x^x0.032x1.79=5.18w//?

23

VBD=3600x(x0.026x1.45=2.77/M/h

1.28解：已知孔板孔径4)=16.4/M/H及管径4=33/ww,则

,0.0164、2

=(------)=0.247

0.033

设凡〉R",查本教材图1-----30查出。（）=0.626

由本教材附录十七查得20℃甲苯的密度为866kg/m3,粘度为0.6X10-3N*s/m2。甲苯在孔板处的流速

为

2gR(Pa-P)

=c0

VP

12x9.81x0.6(13600-866)

0.626J-------------------------

866

=8.24/77/5

甲苯的流量为

九7

wh=36000〃04。2=3600x8.24x—x0.0164*■x866=5421kg/h

4

检验Re数

164

罐内流速多=(^/x8.24=2.04m/s

33

d[U、p0.033x2.04x866

R—------=------------------>R"

e〃0.6x1O-3

原假设正确。

第二章流体输送机械

1.解：取。=100〃//。，由图2-12读得

4=18.5机，N=6.7,r)=76%

结果与读出的〃=76%相近.

2.解：据管路特性曲线方程2-18有

AP

〃=AZ+——+/(Q)

Pg

本题中：AZ=20w

阳肉=0

‘8/+『丫Q丫

f(Q)屋卜600J

J―悬)

=6.55X10-422

于是可列出管路特性方程为:

H=20+6.55xl0T02。

3.解：（1）决定管径：一般吸入管内的经济流速q=1〜1.3M/S,压出管内的经济流速。।=1.3〜1.8/w/s,

已知0=80m7〃，于是

'40、24x80

4

吸入管直径&：、3600。1万，3600x(1-1

=0.168〜0.147机

\_

"2=(^^^『=°"48~0」25%

压出管直径人：

今选用6"管（内径156机机）作为吸入管；5〃管（内径131相加）作为压出管。

故管内实际流速分别为：

80

q=/v1.163W/5

3600x0.785(0.156)'

80

d=----------------7-------=1.65Ms

3600x0.785(0.131)2

并查得管壁绝对粗糙度£=0.046机机

（2）水泵应供给的压头计算：

（a）吸水管中的压头损失：

雷诺数：Re=也1.163x0.156

=1.814x105

o1.007xIO-6

£0046

相对糙度：豆=吆巴=0.0003

&156

沿程阻力系数：2=0.018（查莫迪图）

各种局部阻力的当量长度：吸水阀乙=420,90°弯头二=40,锥形渐缩过渡接管人=3。故汲

d、d]d、

水管中的压头损失共为:

h.=2—+Y—4-=0.018-^-+(420+40+3)

1,1(4412g10.156'1

=0.668加(水柱)

（b）压出管的压头损失计算:

c0.131x1.65一/,八5

Re=----------=2.16xl05

1.007x10-6

£0.046

«0.00035

不一131

4=0.018

各种局部阻力的当量长度为：闸阀乙=135,90°弯头人=40,锥形渐扩管人=3。出口/Jd=l,

ddd

故压出管的压头损失共为：

"78"16s2

h.=0.018----+（7+135+6x40+3+1）———

L0,13112X9.81

（c）泵需要产生的压头：

"=（九+〃2）+久“

=（3+30）+（0.668+2.45）=36.27m（水柱）

（3）考虑有一定的余裕以防意外，将压头和流量分别加大10%,即

0=1.1x80=88//〃

//=1.1x36.27=40/M（水柱）

（4）根据。=88m7