天津大學(xué)化工原理答案(第二版)完整(存儲(chǔ)版)

　　

【正文】 （ c） 在截面 11， 與 CC’間列機(jī)械能衡算方程，并以 CC’為基準(zhǔn)水平面，得 22 b,b111f22 C CC uuppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? （ d） 上式中 z1=11 m， zC=0， ub1≈ 0， ub, C≈ 0 上式可簡(jiǎn)化為 f f , f , 10 J kgA B B Ch h h? ? ? ? ? ? 前已算出 22f , b , f , b ,23 .1 5 6. 36A B A B B C B Ch u h u? ? ? ? 因此 22b , b ,2 3 .1 5 6 .3 6 1 0 7 .9A B B Cuu?? 在式（ b）、（ c）、 （ d）中， ub,AB、 ub,BC、 ub,BD 即 λ均為未知數(shù)，且 λ又為 ub,BD的函數(shù)，可采用試差法求解。現(xiàn)測(cè)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。 （ 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。 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。試計(jì)算泵的流量、壓頭和效率。啟動(dòng)泵之前 A、 C 兩壓力表的讀數(shù)相等。試求空氣的質(zhì)量流量（ kg/h）。 AB 與 BC 管段的摩擦系數(shù) ? 均可取為 。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(kāi)時(shí)測(cè)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(guò)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(zhǎng)為 300 m 的水平管，管壁的絕對(duì)粗糙度為 mm。） 解：在反應(yīng)器液面 11， 與管路出口內(nèi)側(cè)截面 22， 間列機(jī)械能衡算方程，以截面 11， 為基準(zhǔn)水平面，得 22b 1 b 2121 e 2 fuuppg z W g z h??? ? ? ? ? ? ? ? （ 1） 式中 z1=0， z2=17 m， ub1≈ 0 1 0 7 30 6 8 6 0 0 1024 242b2???? ??? ?? dwu p1= 103 Pa (表 )， p2=0 (表 ) 將以上數(shù)據(jù)代入式（ 1），并整理得 2b2 21e 2 1 f() 2u ppW g z z h??? ? ? ? ? ? = 17+ 2431 2. + 3?+fh?=+fh? 其中 fh?=（ ? + eLLd?? +?? ） 2b22u ?Rebdu??= 68 3 3 10????= 105 ?de 根據(jù) Re 與 e/d 值，查得 λ=，并由教材可查得各管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度分別為 閘閥（全開(kāi)）： 2 m = m 標(biāo) 準(zhǔn)彎頭： 5 m =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。 解： 17RRz m a x2202212 π d 1 2 π dπ π ru u r r u r rR R R??? ? ??????? 令 R 1 11 7 2 1 7 8 7z m a x m a x m a x220 0 01 ( 1 )11 2 π d2 π ( 1 ) d 2 ( ) d 0. 81 7π πr y r R yRu u r r y u R y y u y y y uRR? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?， 則 18．某液體以一定的質(zhì)量流量在水平直圓管內(nèi)作湍流流動(dòng)。 解：在截面 AA? 和截面 BB? 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??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?sm9 6 0 0 6 3 6 0 0204πkgJ700 1 3 222f1125251????????????????dVAVuhuZZpp；；；； ? ?222 1 2 1e 2 1 f2p p u uW g Z Z h???? ? ? ? ? ? 習(xí)題 11 附圖 習(xí)題 12 附圖 習(xí)題 13 附圖 9 ? ?? ?7 6 8 . 9 WW1738003 6 0 020 100 1 3 ese25???????????????? ???????WwNW e14．本題附圖所示的貯槽內(nèi)徑D=2 m，槽底與內(nèi)徑 d0為 32 mm 的鋼管相連，槽內(nèi)無(wú)液體補(bǔ)充，其初始液面高度 h1 為 2 m（以管子中心線為基準(zhǔn)）。截面處水的平均流速 在高位槽水面與管路出口截面之間列機(jī)械能衡算方程 ,得 22121 b 1 2 b 2 f1122ppg z u g z u h??? ? ? ?