化工原理第二版楊祖榮主編課后習題答案-預覽頁
【正文】 A′、BB′截面的壓力差。為了提高測量精度，改為雙液體U管壓差計，指示液A為含 40 ％乙醇的水溶液，密度為 920 kg/m3，指示液C為煤油，密度為 850 kg/m3。已 知硫酸的密度為 1830 kg/m3，體積流量為 9m3/h,試分別計算硫酸在大管和小管中的（1）質(zhì) 量流量；（2）平均流速；（3）質(zhì)量流速。已知輸送管路為 φ48 mm 的鋼管，管路系 統(tǒng)的能量損失與流速的關系為 ΣWf= （不包括出口能量損失），試求： （1） （2） 若需將流量增加 20％，高位槽應提高多少 m？ 解：（1 11 與管出口內(nèi)側 22 間列柏努利方程 1z g1p +1+1 u2=z 22gp +2 +1 2u + ∑ Wf ρ2ρ22簡化：p12=1 + u2+ 2∑Wf（1）z gρ = 3即 80 1010 21 2+ u + 21000 2 2解得u2= 3=流量2=2= 2Vπdu4S ?3 3 = 10 m / s /h 5 （2）流量增加 20％，則 u2’= = ‘ 此時有z 1g= 2 + u ‘ 22 +‘ ∑W f ‘80 1031z =+1 ( 10002 + ) / = 即高位槽需提升 。兩槽中液位恒定。當閥門全關時，壓 力表的讀數(shù)為 78kPa。堿液在 管路中的能量損失為 40J/kg（不包括出口）蒸發(fā)器附圖 在 11 與 22 間列柏努利方程： 2 z g1p 1 1u + ∑ W+ 1 + u+ W = z g + 2 +e f 2 ρ 2 2 ρ 221p （a） 2) +或 1? u 2) +p21p ?+ ΣW（b）W = (z? z2g1(u 22e 1ρf其中： z1=0； z2=7m；p1=0（表壓）；3u1≈0p2=2010 Pa（表壓）已知泵入口管的尺寸及堿液流速，可根據(jù)連續(xù)性方程計算泵出口管中堿液的流速： 2 2 =uu入() 2d入d 2= 82 = ( ) m/s 70 8 ρ=1100 kg/m， ΣWf=40 J/kg 3 將以上各值代入（b）式，可求得輸送堿液所需的外加能量 2 = + + 20 10 + 40 129 J/kg W= 1100 7 e m= πd2u 2s 2 ρ = 2 1100 = kg/s 4 泵的有效功率 N= Wm= 129 = ees1125W = N k = = = W eη18．如附圖所示，水以 15m3/h的流量在傾斜管中流過，管 p 1 2 2 p1z g + + u= z g + 2 + u + W∑ρ 2 2 1fVS其中： u1= 2 15 / 3600 = 2 S = f 題 18 附圖 ΣW= 0 ?= z z m1 pz ? z )g + ?= p2 2 112 ? 2 ( ρ 2 1 (u 2 2 u ) 1 （1）9 = + (? ) = 22由靜力學基本方程： = ρ ? ρ2( ρ（2）+ ρ ? + ρR =11 022( =(ρ ? ρ)g? p + ρ z1? z2)gp12 ) ((ρ ? ρ)g = 1000 ?1000 = (1590 ?1000) 故 U 形壓差計兩側為左低右高。 管路的(1) 對于循環(huán)系統(tǒng): He= ∑ hf= 9 +12 = 21m題 19 附圖 Ne= He?Vsρg = 21 4536001100 = ∴ N=η = e軸功率 : N = (2) A → B 列柏努力方程: p 1pu + z = A + 2B1+ 2 + + ∑ hρ 2g A Ag u z ρ 2 g B B g fAB 10 簡化: Bρ= ρg3A+ z + ∑ hBfABgB15310= p+ 1100 (7 + 9) ∴ p= ?19656p(表)Ba∴ B 處真空度為 19656 Pa。\u26631X準彎頭 2 個 ζ = 2 = 截止閥（全開） ζ = ζ = 2出口突然擴大 Σζ = + + + = 2 l? 20 ? u ΣW= ?? Σζ + λ? u ? ? = 2 ? = ? + d ? 2 ? ? 2 f 13 4 = 2 u = m/s 水流量2 2 = （2）截止閥關小至半開時： ζ = 截止閥半開的局部阻力系數(shù) 此時總阻力 2? l ? u2‘?Σ ζ λ ? = ? + W ‘=? Σ ‘ +? d ? 2 ?f? ? 2= ‘2 z 21不變，所以管路總阻力不變，ΣW = Σ ‘f 即 Wf =‘‘’2 u = = VSu = uVS即流量減少 10％。管道截面為長方形，長為 300mm，寬為 200mm。氣體流量為 3600m3/h，廢氣的物理性質(zhì)與 50℃的空氣相近，在鼓風機吸入管路上裝有U形壓差計，指示液為水，其讀數(shù)為 60mm。lt。 31．黏度為 30cP、密度為 900kg/m3的某油品自容器A流過附圖 開度，閥門阻力的當量長度為 30m。lt。 0 ，d故閥打開后u2↑，p2↑，即閥后壓力表讀數(shù)增加。 支管 2： u2= = VS22 = Re =2d ρu22 = 1000 ?3 6= μ 101 10流動接近阻力平方區(qū)， λ= 。AB 管段的附圖（2）BC 支路與 BD 支路閥門均全開時各支路的流量及 總流量。36．用離心泵將 20℃水從水池送至敞口高位槽中，流程如 附圖所示，兩槽液面差為 12m。試求：（1）水流量，m3/h； （2）每 kg 水經(jīng)過泵所獲得的機械能； （3）泵入口處真空表的讀數(shù)。若用一只喉徑相同的文丘里流量計替代孔板流量計，其流量系數(shù)為 ， 且 U U 形壓差計讀數(shù)為若干？ 解：由流量公式： V= CS 2Rg( 1 ρ V= CASV 2Rg()2 ρ 流量相同時， R21C2= = R ()CV ) 2= ( 8 故文丘里流量計的讀數(shù)R2= R1= = 200383。已知高位槽中液面比貯水池中液面高出 10m，管路總長為 400m（包括所有局部阻力的 u當量長度）?，F(xiàn)改為輸送 密度為 1200 kg/m3的某水溶液，其他物性與水相近。高位槽中的氣相表壓為 ，兩槽 液位相差 10m，且維持恒定。因此管路特性方程變?yōu)?H= + 10Q 52 將該方程與泵特性方程聯(lián)立， 4 2 =40 ? 10 Q 5 2 + 10Q可得堿液輸送量 Q’= 43．用離心泵向設備送水。 5 3解：查附錄： 800C 水， Pv= 10 Pa, ρ =在附錄中查得IS6550125 泵的必需氣蝕余量 （NPSH）r= 泵允許安裝高度： Hg允=P ? P (NPSH ) ? ∑ hv 3g ?98 10 ? ? = 4 10? 5 r f吸入= 為安全起見，再降低 ，即 Hg = ? ? ?= 即泵需要安裝在水槽液面以下 或更低位置。 （2）當容器敞口時，? pH g允 = pv 3ρg? (NPSH )r 200?∑hf吸入 ? 760 = ? 3 ? = 100 10 101325900 故泵宜安裝在液面以上低于（－）＝ 的位置。 Hg允 ，說明此泵安裝不當，泵不能正常操作，會 發(fā)生氣蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)將該油品送入 φ 5m，流量為 15m3/h。（設大氣壓力為 ） ρ解： p = ( ?2 p T + u 2 + p p ) Δ 12 2 f
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