【正文】 kg?m/s2 2 則 （ 3）從附錄二查出有關基本物理量的換算關系為 1 BTU= kJ， l b= kg o 59 o C 則 TU （ 4）傳質系數(shù) 基本物理量的換算關系為 1 h=3600 s， 1 atm= kPa 則 kmol 2 （ 5）表面張力 基本物理量的換算關系為 1 dyn=110N 1 m=100 cm 則 –5 Nm （ 6）導熱系數(shù) 基本物理量的換算關系為 1 kcal=103 J， 1 h=3600 s 則 2． 亂堆 25cm 拉西環(huán)的填料塔用于精餾操作時，等板高度可用下面經(jīng)驗公式計算，即 式中 HE—等板高度， ft； G—氣相質量速度， lb/(ft2?h)； D—塔徑， ft； Z0—每段（即兩層液體分布板之間）填料層高度， ft； α—相對揮發(fā)度，量綱為一； μL—液相黏度， cP； ρL—液相密度， lb/ft3 A、 B、 C為常數(shù)，對 25 mm的拉西環(huán)，其數(shù)值分別為 、 。s) （ 2）密度 ρ= kgf ?s2/m4 （ 3）某 物質的比熱容 CP= BTU/(lb1. 從基本單位換算入手，將下列物理量的單位換算為 SI 單位。 （ 1）水的黏度 μ= g/(cm℉ ) 2 （ 4）傳質系數(shù) KG= kmol/(m?h?atm) （ 5）表面張力 σ=74 dyn/cm （ 6）導熱系數(shù) λ=1 kcal/(m?h?℃ ) 解：本題為物理量的單位換算。 試將上面經(jīng)驗公式中各 物理量的單位均換算為 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?。下面?HE為例： 則 同理 (3) 將以上關系式代原經(jīng)驗公式，得 整理上式并略去符號的上標，便得到換算后的經(jīng)驗公式，即 第一章 流體流動 流體的重要性質 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：氣柜滿載時各氣體的總摩爾數(shù) 各組分的質量： 197kg mCO 32CO24CH42．若將密度為 830 kg/ m的油與密度為 710 kg/ m的油各 60 kg混在一起，試求混合油 的密度。 解： 20kg 流體靜力學 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)的某真空設備上裝有一個真空表，其讀數(shù)為 20 kPa。在罐側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。讀數(shù)分別為 R1=500 mm， R2=80 mm，指示液為水銀。為測量流體壓力， 在管道某截面處連接 U管壓差計，指示液為水銀，讀數(shù) R=100 mm， h=800 mm。已知當?shù)卮髿鈮毫? kPa，試求管路中心處流體的壓力。 （ 2）用物理單位計算 ， ， 10．有一裝滿水的儲槽，直徑 m，高 3 m。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的關系為： 試求算（ 1）放出 1 m3水所需的時間（設水的密度為 1000 kg/m3）；（ 2）又若槽中裝滿 煤油，其它條件不變，放出 1m 煤油所需時間有何變化（設煤油密度為 800 kg/m）？ 解：放出 1m水后液面高度降至 z1， 則 由質量守恒，得 ，（無水補充） 為 A小孔截面積） 0 （ 為儲槽截面積 ) 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） V 習題 11 附圖 習題 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。若水流經(jīng) A、 B兩截面間的能量損失為 J/kg，求兩玻璃管的 水面差（以 mm計），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對位置。已知儲罐內(nèi)液面維持恒定，其上方壓力為Pa。精餾塔進口處的塔內(nèi)壓力為 ，進料口高于儲罐內(nèi)的液面 8 m，輸送管道直徑為 υ68 ，進料量為 20 m3/h。 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 習題 13附圖 ； ； ； ； Vd 2 203600 2 f 2 2 2 h ． 本 題 附 圖 所 示 的 貯 槽 （ 3 ） ，習題 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 械 能 衡 算 方 程 22即 或寫成 （ 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：（ 1）由于 by0 ,可近似認為兩板無限寬，故有 Ly （ 1） （ 2）將牛頓黏性定律代入（ 1）得 dy dyL 上式積分得 （ 2） 2 邊界條件為 y=0， u=0，代入式（ 2）中，得 C= 因此 （ 3） （ 3）當 y=y0， u=umax 故有 再將式（ 3）寫成 （ 4） 根據(jù) ub的 定義，得 16．不可壓縮流體在水平圓管中作一維定態(tài)軸向層流流動，試證明（ 1）與主體流速 u 相應的速度點出現(xiàn)在離管壁 處，其中 ri 為管 （ 1） 當 u=ub 時，由式（ 1）得 (r 解得 由管壁面算起的距離為 （ 2） 由 dr dr 對式（ 1）求導得 b （ 3） 故 在管中心處， r=0，故 τ=0。反應器液面上方保持 10Pa的真 空度，高位槽液面上方為大氣壓。反應 器 解：在反應器液面 11 與管路出口 列機械能衡算方程，以截面 11，為基準水平面，得 22uupp （ 1） 式中