化工原理答案.doc

PAGE PAGE 53 祁存谦 丁楠 吕树申 《化工原理》习题解答 第1章流体流动 第2章流体输送 第3章沉降过滤 第4章传热 第5章蒸发 第6章 蒸馏 第7章 吸收 第9章干燥 第8章萃取 第10章 流态化 广州 中山大学化工学院（510275） 200 第1章流体流动 1-1．容器A中气体的表压力为，容器B中的气体的真空度为。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干。该处环境大气压等于标准大气压。（答：；） 解：取标准大气压为，所以得到： ； 。 1-2．某设备进、出口的表压分别为和，当地大气压为，试求此设备进、出口的压力差为多少。 (答：) 解：。 1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为（表压）。问水封管插入液面下的深度最小应为若干？（答：） 解： 习题1-3 附图 1-4．某一套管换热器，其内管为外管为。内管流过密度为，流量为的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为，平均温度为，流量为的气体。标准状态下气体密度为，试求气体和液体的流速分别为若干？ （答：；） 习题1-4 附图 解：，； 对液体：； 对气体：， ， 。 1-5．水在内径为的管内流动，流速为。试求雷诺准数为若干？ （答：） 解：。（下水的，查物性手册） 1-6．（1）设流量为，水温，管径为，试判断流动类型。（2）条件与上相同，但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为，试判断流动类型。（答：（1），湍流；(2) ，层流） 解：⑴， ， 查物性手册得下水的密度和粘度分别为： ，， 所以流体在管内的流动类型为湍流； ⑵ 所以流体在管内的流动类型为层流。 1-7．密度为的某液体经一内径为的管道输送到某处，若其流速为，求该液体的体积流量，质量流量和质量流速。 （答：；；） 解： ， ， 。 1-8．有一输水管路，的水从主管向两支管流动，主管内水的流速为，支管1与支管2的水流量分别为与。支管为。试求：（1）主管的内径；（2）支管1内水的流速。 (答：（1）；（2）) 习题1-8 附图 解：⑴， ， ； ⑵， 。 1-9．已知水在管中流动。在截面1处的流速为。管内径为，由于水的压力产生水柱高为；在截面2处管内径为。试计算在截面1、2处产生水柱高度差为多少？（忽略水由1到2处的能量损失）（答：） 习题1-9 附图 解：， 对截面1与截面2列伯努利方程： ， ， 。 1-10．图示吸液装置中，吸入管尺寸为，管的下端位于水面下，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为。若截面处的真空度为，由截面至截面的压头损失为。求：（1）吸入管中水的流量，;（2）吸入口处的表压。 (答：（1）；（2）) 习题1-10 附图 解：以水面为基准面，在基准面与截面间列伯努利方程： ， ,（表压），，，， 代入上式得： ……① 在截面与截面间列伯努利方程： ， ，，，（表压），， 代入上式得： ……② 由①与②解得： ， ； 由①式可以解得： 。 1-11．在图示装置中，出水管直径为。当阀门全闭时，压力表读数为,而在阀门开启后，压力表读数降至，设总压头损失为（水柱），求水的流量为若干 ? ( 答： ) 习题1-11附图 解：取水面为截面，压力表处为截面，以压力表管中心线为基准面。故，。 当阀门全关闭时：， 由流体静力学原理得： ， 当阀门打开后，在截面与截面间列伯努利方程： 式中，，， ， 。 1-12．在水平管道中，水的流量为,已知管内径,及。若忽略能量损失，问联接于该管收缩断面上的水管，可将水自容器内吸上高度为多少？（答：） 习题1-12 附图 解：， ， 以管中心线为基准面，取处为面，处为面，在 面与面间列伯努利方程： ， 又有 ， 。 1-13．求常压下的空气以的流速流经长的水平通风管的能量损失，管道截面为长方形，高，宽。（） （答：气柱，这个答案与读图很有关系） 解：， ， 由，查图得， 。 1-14．如图所示，某一输油管路未装流量计，但在A与B点压力表读数分别为,。试估计管路中油之流量。已知管路尺寸为的无缝钢管，A、B两点间长度为，其间还有6个弯头，油的密度为，黏度为。（答：） 习题1-14 附图 解：取A点的水平面为基准面，在A与B间列伯努利方程： 式中：，， ……①， ……②， ①代入②得： ……③， 假设为层流，则： ……④， 将④代入③中得： ， 校核 与假设相符， 。 1-15．水从水塔用有缝钢管引至车间的低位水槽中，