天津大學(xué)化工原理第二版上冊(cè)課后習(xí)題答案-全文預(yù)覽
【正文】 （假如泵的效率保持不變）。在某流量下泵入口真空表和出口壓力表的讀數(shù)分別為 60 kPa和 220 kPa，兩測壓口之間垂直距離為 m，泵的軸功率為 kW。管路情況如本題附圖所示。s。測壓裝置為微差壓差計(jì)，指示液是油和水，其密度分別為 835 kg/m和 998 kg/m ，測得的讀數(shù)為 100 mm。設(shè) ub,BD= m/s，則 查摩擦系數(shù)圖得 λ=。 下面驗(yàn)算所設(shè)的 λ值是否正確： 10 ℃ 水物性由附錄查得 ρ=1000 kg/m3， μ=10 由 e/d及 Re，查得 λ= 故 22．如本題附圖所示，自水塔將水送至車間，輸送管路用 的鋼管，管路總長為 190 m（包括管件與閥門的當(dāng)量長度，但不包括進(jìn)、出口損失）。） 解：（ 1）閘閥部分開啟時(shí)水的流量 在貯槽水面 11，與測壓點(diǎn)處截面 22，間列機(jī)械能衡算方程，并通過截面 22，的中心作基準(zhǔn)水平面，得 ，－ 12 （ a） 式中 p1=0(表 ) a（表） 2 ub2=0， z2=0 z1可通過閘閥全關(guān)時(shí)的數(shù)據(jù)求取。管道為 的鋼管，總長為 35 m，管線上有兩個(gè)全開的閘閥、一個(gè) 孔板流量計(jì)（局部阻力系數(shù)為 4）、五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。設(shè)管道寬度為b，高度 2y0，且 by0，流道長度為 L，兩端壓力降為 ，試根據(jù)力的衡算導(dǎo)出（ 1）剪應(yīng)力 τ隨高 度 y（自中心至任意一點(diǎn)的距離）變化的關(guān)系式；（ 2）通道截面上的 速度分布方程；（ 3）平均流速與最大流速的關(guān)系。流體密度為 800 kg/m3。如本題附圖所示，在錐形管兩側(cè) A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓力。 解：設(shè)管路中心處流體的壓力為 p 根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式， 則 水 汞 水 汞 gR 7．某工廠為了控制乙炔發(fā)生爐 解：（ 1）用 SI單位計(jì)算 查附錄 70%醋酸在 20 ℃ 時(shí)， ， 故為湍流。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，于右側(cè)的 U 管與大氣連通的玻璃管 解：（ 1） A點(diǎn)的壓力 水 汞（表） 4 （ 2） B點(diǎn)的壓力 汞 gR1 （表） 44 6．如本題附圖所示，水在管道內(nèi)流動(dòng)。若改在乙地區(qū)操作，真空表的讀數(shù)為多少才能維持該設(shè)備的的絕對(duì)壓力與甲地區(qū)操作時(shí)相同？ 解：（ 1）設(shè)備內(nèi)絕對(duì)壓力 絕壓 =大氣壓 真空度 （ 2）真空表讀數(shù) 真空度 =大氣壓 絕壓 4．某儲(chǔ)油罐中盛有密度為 960 kg/m的重油（如附圖所示），油面最高時(shí)離罐底 m，油面上方與大氣相通。已知各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)為： H2 40%、 N2 20%、 CO 32%、 CO2 7%、 CH4 1%，大氣壓力為 kPa， 試計(jì)算氣柜滿載時(shí)各組分的質(zhì)量。 解：上面經(jīng)驗(yàn)公式是混合單位制度，液體黏度為物理單位制，而其余諸物理量均為英制。s) （ 2）密度 ρ= kgf ?s2/m4 （ 3）某 物質(zhì)的比熱容 CP= BTU/(lb （ 1）水的黏度 μ= g/(cm 試將上面經(jīng)驗(yàn)公式中各 物理量的單位均換算為 SI單位。下面以 HE為例： 則 同理 (3) 將以上關(guān)系式代原經(jīng)驗(yàn)公式，得 整理上式并略去符號(hào)的上標(biāo)，便得到換算后的經(jīng)驗(yàn)公式，即 第一章 流體流動(dòng) 流體的重要性質(zhì) 1．某氣柜的容積為 6 000 m3，若氣柜內(nèi)的表壓力為 kPa，溫度為 40 ℃ 。 解： 20kg 流體靜力學(xué) 3．已知甲地區(qū)的平均大氣壓力為 kPa，乙地區(qū)的平均大氣壓力為 kPa，在甲地區(qū)的某真空設(shè)備上裝有一個(gè)真空表，其讀數(shù)為 20 kPa。讀數(shù)分別為 R1=500 mm， R2=80 mm，指示液為水銀。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮毫? kPa，試求管路中心處流體的壓力。小孔的直徑為 4 cm，測得水流過小孔的平均流速 u0與槽內(nèi)水面高度 z的關(guān)系為： 試求算（ 1）放出 1 m3水所需的時(shí)間（設(shè)水的密度為 1000 kg/m3）；（ 2）又若槽中裝滿 煤油，其它條件不變，放出 1m 煤油所需時(shí)間有何變化（設(shè)煤油密度為 800 kg/m）？ 解：放出 1m水后液面高度降至 z1， 則 由質(zhì)量守恒，得 ，（無水補(bǔ)充） 為 A小孔截面積） 0 （ 為儲(chǔ)槽截面積 ) 故有 即 A 上式積分得 11．如本題附圖所示，高位槽 （ 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 （ 2）水的流量（以 m3/h計(jì)） V 習(xí)題 11 附圖 習(xí)題 12附圖 12． 20 ℃ 的水以 m/s的平均流速流經(jīng) υ38 mm mm的水平管，此管以錐形管與另一 υ53 mm3 mm的水平管相連。已知儲(chǔ)罐內(nèi)液面維持恒定，其上方壓力為Pa。 解：在截面 A 和截面 B 之間列柏努利方程式，得 p1 u12 2 5 p2 u22 2 5 f 習(xí)題 13附圖 ； ； ； ； Vd 2 203600 2 f 2 2 2 h ． 本 題 附 圖 所 示 的 貯 槽 （ 3 ） ，習(xí)題 14 附圖 將式（ 2），（ 3）代入式（ 1）得 π 即 （ 4） d0 在 貯 槽 液 面 與 管 出 口 截 面 之 間 列 機(jī) 械 能 衡 算 方 程 22即 或?qū)懗? （ 5） 式（ 4）與式（ 5）聯(lián)立，得 (2 )2dh 即 . θ=0， h=h1=2 m； θ=θ， h=1m 積分得 動(dòng)量傳遞現(xiàn)象與管內(nèi)流動(dòng)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(dòng)。反應(yīng)器液面上方保持 10Pa的真 空度，高位槽液面上方為大氣壓。（閘閥全開時(shí) Le/d≈15，摩擦系數(shù)仍可取 。 解：由于是直徑均一的水平圓管，故機(jī)械能衡算方程簡化為 上式兩端同除以加速度 g，得 即 （ a） （題給） 將 ub代入式（ a），并簡化得 d（ b） λ與 Re及 e/d有關(guān)，采用試差法，設(shè) λ=（ b），求出 d=。） 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 z1=11 m， zc=0， ub1≈0， p1=pc 故 ubC （ a） （ b） 58 （ c） （ d） （ e） 將式（ e）代入式（ b）得 （ f） BC 將式（ f）、（ d）代入式（ b） ,得 ubC=ub,BC，并以 ∑hf值代入式（ a），解得 ub,BC= m/s 故 VBC=3600π 4 m3/h= m3/h （ 2）當(dāng)所有閥門全開時(shí)，兩支管的排水量根據(jù)分支管路流動(dòng)規(guī)律，有 （ a） 兩支管出口均在同一水
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