天津大學(xué)化工原理答案(第二版)完整(文件)

　

【正文】 =11 m 故 fh?=( 35 11??++4) kgJ 2=于是 ? ? kgJ2 1 7 . ???W 泵的軸功率為 sN = eW ?/w = 0 4? ?? = 流體輸送管路的計(jì)算 習(xí)題 19 附圖 13 20．如本題附圖所示，貯槽內(nèi)水位維持不變。摩擦系數(shù) ? 可取為 ，管路入口處的局部阻力系數(shù)取為。當(dāng)閘閥全關(guān)時(shí)，水靜止不動(dòng)，根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程知 2H O 1 Hg()g z h gR???? （ b） 式中 h= m, R= m 將已知數(shù)據(jù)代入式（ b）得 1000 ??????? ???z 2222bbf , 1 2 c b b15( ) 2 . 1 3 ( 0 . 0 2 5 0 . 5 ) 2 . 1 32 0 . 1 2uuLh u ud??? ? ? ? ? ? ? ? 將以上各值代入式（ a），即 = 2b2u+100039630+ ub2 解得 ?u 水的流量為 ? ? 332b2s ?????? udV （ 2）閘閥全開時(shí)測壓點(diǎn)處的壓力 在截面 11， 與管路出口內(nèi)側(cè)截面 33， 間列機(jī)械能衡算方程，并通過管中心線作基準(zhǔn)平面，得 22b 1 b 3 311 3 f 1 3u u ppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? ， － （ c） 式中 z1= m， z3=0， ub1=0， p1=p3 習(xí)題 20 附圖 14 2ebf ,1 3 c()2L L uh d??? ??? ? ?= 22b b350 .0 2 5 ( 1 5 ) 0 .5 4 .8 10 .1 2u u??? ? ????? 將以上數(shù)據(jù)代入式（ c），即 = 2b2u+ ub2 解得 ?u 再在截面 11， 與 22， 間列機(jī)械能衡算方程，基平面同前，得 22b 1 b 2121 2 f 1 2uuppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? ， － （ d） 式中 z1= m， z2=0， ub1? 0， ub2= m/s， p1=0（表壓力） kgJ26. 2kgJ 22f,1 ??????? ??? ?h 將以上數(shù)值代入上式，則 22 ???? p 解得 p2= 104 Pa（表壓） 21． 10 ℃的水以 500 l/min 的流量流經(jīng)一長為 300 m 的水平管，管壁的絕對粗糙度為 mm。水塔內(nèi)水面維持恒定，并高于出水口 15 m。 AB 與 BC 管段的摩擦系數(shù) ? 均可取為 。將 λ與 ub,BD 代入式（ b）得 ? ? 2BC,2 ????bu 解得 , ?u 將 ub,BC、 ub,BD 值代入式（ c），解得 ? ? , ?????u 18 將 ub,AB、 ub,BC 值代入式（ d）左側(cè)，即 22 ???? 計(jì)算結(jié)果與式（ d）右側(cè)數(shù)值基本相符（ ≈ ），故 ub,BD 可以接受，于是兩支管的排水量分別為 4π3600 332BC ?????V 4π3600 332BC ?????V 24．在內(nèi)徑為 300 mm 的管道中，用測速管測量管內(nèi)空氣的流量。試求空氣的質(zhì)量流量（ kg/h）。甲苯在孔板處的流速為 ? ? ? ? 866 86613 60 Aoo ???????? ? ??gRCu 19 甲苯的流量為 hkg542 7hkg016 0360 0 2oos ?????? ?AuV 檢驗(yàn) Re 值，管內(nèi)流速為 33 2b1 ?????????u c43b11 ???? ???? ???udRe 原假定正確。啟動(dòng)泵之前 A、 C 兩壓力表的讀數(shù)相等。 解：（ 1）管路特性方程 甲、乙兩地油罐液面分別取作 11’與 22’截面，以水平管軸線為基準(zhǔn)面，在兩截面之間列柏努利方程，得到 2eeH K Bq?? 由于啟動(dòng)離心泵之前 pA=pC,于是 gpZK ?????=0 則 2eeH Bq? 又 e 38HH??m ])39/(38[ 2?B h2/m5= 10– 2 h2/m5 則 10Hq??? （ qe 的單位為 m3/h） （ 2）輸油管線總長度 2e 2lluH dg? ?? 39 π 0 .0 13 6 0 0 4u ??? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ???m/s= m/s 于是 e 222 2 9 . 8 1 0 . 1 3 80 . 0 2 1 . 3 8gdHll u? ? ? ?? ? ? ?m=1960 m 2．用離心泵（轉(zhuǎn)速為 2900 r/min）進(jìn)行性能參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)。試計(jì)算泵的流量、壓頭和效率。此流量下吸入管路的壓頭損失和動(dòng)壓頭分別為 m 和 m。 解： (1) 泵的安裝高度 在水池液面和泵入口截面之間列柏努利方程式（水池液面為基準(zhǔn)面），得 22 2a1 1g f , 0 1()2pp uHHgg? ?? ? ? ? 即 3g6 4 1 0 0 .6 1 2 .41 0 0 0 9 .8 1 H? ? ? ?? ?gH m （ 2）輸送 55 ℃清水的允許安裝高度 55 ℃清水的密度 為 kg/m3，飽和蒸汽壓為 kPa 則 avg f , 0 1()ppH N P S H Hg? ??? ? ? ?= ?????? ???? ?? )( 10)(3m= 原安裝高度（ m）需下降 m 才能不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。泵的必需氣蝕余量為 m。 （ 1）改送密度為 1220 kg/m3 的果汁（其他性質(zhì)與水相 近）； （ 2）泵的轉(zhuǎn)速降至 2610 r/min。泵吸入管和排出管內(nèi)徑均為 80 mm，吸入管中流動(dòng)阻力可表達(dá)為 2f,0 1 ? ??（ u1 為吸入管內(nèi)水的流速， m/s）。已知輸油管內(nèi)徑為 100 mm，摩擦系數(shù)為 ；油品密度為 810 kg/m3。 解：在截面 11?? 和截面 22?? 之間列柏努利方程式，得 221 1 2 21 e 2 fp u p ug Z W g Z h??? ? ? ? ? ? ? ? 551 2 2 1 11. 01 33 10 P a 1. 01 33 10 P a 6. 0 m 0p p Z Z u? ? ? ? ? ? ?； ； ；； 02?u ? ?2322e 2e 2 1 f 10 20 6 2 2ll uW g Z Z hd?????????? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ??? 64??? 0 . 5 21 0 . 5 1 1 3 0 . 5 1 0 . 86 4 8 6 4 0 . 0 5 84 4 0 . 5 1 2 5 0 0 . 1n n nnnuK nd? ?????? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? . 5 0 50 . 8 1 . 3 9 83 . 2 1 2 . 5 8 3 . 2 3 . 5 4 0 . 3 5 4 0 . 0 0 4 51 2 5 0 1 2 5 0? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ?W 習(xí)題 26 附圖 20 第二章 流體輸送機(jī)械 1．用離心油泵將甲地油罐的油品送到乙地油罐。現(xiàn)測得 U 管壓差計(jì)的讀數(shù)為 600 mm，試計(jì)算管中甲苯的流量為多少（ kg/h）？ 解：已知孔板直徑 do= mm，管徑 d1=33 mm，則 ? ? ? ? 2 4 3 1 6 221o1o ??? ddAA 設(shè) ReReo，由教材查圖 130 得 Co=，查附錄得 20 ℃甲苯的密度為 866 kg/m3，黏度為 103 Pa測速管插入管道的中心線處。） 解：（ 1）當(dāng) BD 支管的閥門關(guān)閉時(shí)， BC 支管的最大排水量 在高位槽水面 11， 與 BC 支管出口內(nèi)側(cè)截面 CC,間列機(jī)械能衡算方程， 并以截面 CC,為基準(zhǔn)平面得 22b 1 b11fCCCu u ppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? 式中 z1=11 m， zc=0， ub1≈ 0， p1=pc 故 2bf2Cu h??= 11=