天津大學化工原理答案(第二版)完整-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ? ? ? （ 1） 式中 z1=7 m， ub1～ 0， p1=0（表壓） z2= m， p2=0（表壓）， ub2 = u2 代入式（ 1）得 22b 2 b 219 .8 1 7 9 .8 1 1 .5 5 .52 uu? ? ? ? ? ?u （ 2）水的流量（以 m3/h 計） ? ? 332b2s ???????? AuV 8 12． 20 ℃的水以 m/s 的平均流速流經(jīng) φ 38 mm mm 的水平管，此管以錐形管與另一 φ 53 mm 3 mm 的水平管相連。 解 ：（ 1）用 SI 單位計算 查附錄 70%醋酸在 20 ℃時， 33 ???? ??? ， 0 .0 1 5 ??d ? ? 0 6 2b ?????u ? ? 3b ?????? ?? ?duRe 故為湍流。 解：設(shè)管路中心處流體的壓力為 p 根據(jù)流體靜力學基本方程式， AApp?? 習題 5 附圖 習題 4 附圖 習題 6 附圖 6 則 a++p gh gR p?? ?汞水 ? ? 80. 132kP 3 ????????? ??? gRghpp a 汞水 ?? 7．某工廠為了控制乙炔發(fā)生爐內(nèi)的壓力不 超過 kPa（表壓），在爐外裝一安全液封管（又稱水封）裝置，如本題附圖所示。若螺釘材料的工作壓力為 106 Pa，問至少需要幾個螺釘（大氣壓力為 103 Pa）？ 5 解：由流體靜力學方程，距罐底 1000 mm 處的流體壓力為 ? ? （絕壓）)( 33 ?????????? ghpp ? 作用在孔蓋上的總力為 )( 4233a ??????? ＝）－＝（AppF 每個螺釘所受力為 321 ??????F 因此 ? ? （個） 341 ?????? FFn 5．如本題附圖所示，流化床反應器上裝有兩個 U 管壓差計。具體換算過程如下： （ 1）從附錄查出或計算出經(jīng)驗公式有關(guān)物理量新舊單位之間的關(guān)系為 ? ? ? ? ?smkg103 5 232 ???? ? （見 1） α量綱為一，不必換算 sPa101cp1 3 ??? ? 13lbft=1 33lb 1 k g 3 .2 8 0 3 f tf t 2 .2 0 4 6 lb 1 m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?= kg/m2 (2) 將原符號加上“′”以代表新單位的符號，導出原符號的“數(shù)字”表達式。 11. 從基本單位換算入手，將下列物理量的單位換算為 SI 單位。 經(jīng)驗公式單位換算的基本要點是：找出式中每個物理量新舊單位之間的換 算關(guān)系，導出物理量“數(shù)字”的表達式，然后代入經(jīng)驗公式并整理，以便使式中各符號都變?yōu)樗Ｍ膯挝?。在罐?cè)壁的下部有 一直徑為 760 mm 的孔，其中心距罐底 1000 mm，孔蓋用 14 mm 的鋼制螺釘緊固。已知當?shù)卮髿鈮毫? kPa，試求管路中心處流體的壓力。試分別用用 SI 和厘米克秒單位計算該流動的雷諾數(shù)，并指出流動型態(tài)。 解： （ 1） A A39。料液流經(jīng)全部管道的能量損失為 70 J/kg，求泵的有效功率。 17．流體在圓管內(nèi)作定態(tài)湍流時的速度分布可用如下的經(jīng)驗式表達 71maxz 1 ?????? ?? Rruu 試計算管內(nèi)平均流速與最大流速之比 u /umax。管壁絕對粗糙度可取為 mm。） 解：（ 1）閘閥部分開啟時水的流量 在貯槽水面 11， 與測壓點處截面 22， 間列機械能衡算方程，并通過截面 22， 的中心 作基準水平面，得 22b 1 b 2121 2 f 1 2uuppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? ， － （ a） 式中 p1=0(表 ) ? ? （表）Pa3 9 6 3 0 0 3 6 0 0OHHg2 2 ????????? gRgRp ?? ub2=0， z2=0 z1可通過閘閥全關(guān)時的數(shù)據(jù)求取。 AB 管段內(nèi)徑為 38 m、長為 58 m； BC 支管的內(nèi)徑為 32 mm、長為 m；BD 支管的內(nèi)徑為 26 mm、長為 14 m，各段管長均包括管件及閥門全開時的 當量長度。測壓裝置為微差壓差計，指示液是油和水，其密度分別為 835 kg/m3 和 998 kg/m3 ，測得的讀數(shù)為100 mm。管路情況如本題附圖所示。離心泵的安裝高度為 m，實驗是在 20 ℃， kPa 習題 1 附圖 21 的條件下進行。試求（ 1）泵的安裝高度（當?shù)卮髿鈮簽?100 kPa）；（ 2）若改送 55 ℃的清水，泵的安裝高度是否合適。 解：由習題 2 求得： q= m3/h H= m P= kW （ 1）改送果汁 改送果汁后， q， H 不變， P 隨 ρ加大而增加，即 1220 6 . 7 1 . 2 2 k W = 8 . 1 7 4 k W1000PP ??? ? ? ????? (2) 降低泵的轉(zhuǎn)速 根據(jù)比例定律，降低轉(zhuǎn)速后有關(guān)參數(shù)為 33 ??????????q 2 ??????????H 4. 3 ???????????P 4．用離心泵（轉(zhuǎn)速為 2900 r/min）將 20 ℃的清水以 60 m3/h 的流量送至敞 口容器。試求（ 1）管路特性方程；（ 2）輸油管線的總長度（包括所有局部阻力當量長度）。s。設(shè) ub,BD= m/s，則 37 700101 10 3b ?? ???? ???duRe ??de 查摩擦系數(shù)圖得 λ=。 下面驗算所設(shè)的 λ值是否正確： 0 0 0 5 5 9 0 3 ??? ?de 9 0 1 0 6 2b ??u 10 ℃水物性由附錄查得 ρ=1000 kg/m3， μ= 105 Pas? ? ? 45b ?????? ???duRe 15 由 e/d 及 Re，查得 λ= 故 9 0 ??d 22．如本題附圖所示，自水塔將水送至車間，輸送管路用 114mm 4? ? mm 的鋼管，管路總長為 190 m（包括管件與閥門的當量長度，但不包括進、出口損失）。 （ 1）當閘閥關(guān) 閉時，測得 R=600 mm、 h=1500 mm；當閘閥部分開啟時，測得 R=400 mm、 h=1400 mm。管道為 ? 76 mm 4 mm的鋼管，總長為 35 m，管線上有兩個全開的閘閥、一個孔板流量計（局部阻力系數(shù)為 4）、五個標準彎頭。 解：由質(zhì)量衡算方程，得 12ddMWW??? （ 1） 21 2 0 bπ0 4W W d u ???， （ 2） 2d π dd 4 dMhD ???? （ 3） 將式（ 2），（ 3）代入式（ 1）得 220bπ d 04 4 d hd u D?????? 即 2b0d( ) 0dDhu d ??? （ 4） 在貯槽液面與管出口截面之間列機械能衡算方程 22b 1 b 2121 2 fuuppg z g z h??? ? ? ? ? ? ? 即 22 22bbf b b2 0 2 0 .5uug h h u u? ? ? ? ? ? 或?qū)懗? ? b ? （ 5） 式（ 4）與式（ 5） 聯(lián)立，得 22d0 .6 9 2 ( ) 00 .0 3 2 d hh ??? 即 ?dhh ?? d5645 . θ=0， h=h1=2 m； θ=θ， h=1m 積分得 ? ? 1 . 3 hs4 6 7 6s2125 6 4 5 21 ??????? 動量傳遞現(xiàn)象與管內(nèi)流動阻力 15．某不可壓縮流體在矩形截面的管道中作一維定態(tài)層流流動。 解：在 A、 B 兩截面之間列機械能衡算方程 22121 b 1 2 b 2 f1122ppg z u g z u h??? ? ? ? ? ? ? 式中 z1=z2=0， ?u 22221b121b1b2 ??????? ?? ????????????????????? dduAAuu ∑ hf= J/kg 2 22f2b12b2b221 ?????????? ??????? ? huuupp ? 故 21 ????g p