制药工程原理前三章答案

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1、第一章流体流动习题答案1.试计算空气在真空度为41.3kPa及－40oC时的密度。（79%的N2和21%的O2）解：绝压P＝大气压－真空度＝101.33-41.3=60.03kPaM平=79%×28+21%×32=28.84kg/kmol2..某蒸汽压力表上的读数为167kPa,当地当时大气压计的读数为100kPa，试查出蒸汽的饱和温度.(查教材附录饱和水蒸气表)。解:蒸汽绝压=大气压+表压=167+100=267kPa查饱和水蒸气表,蒸汽的温度约为130℃3.如本题附图所示,测压管分别与三个设备A

2、,B,C相连通,连通管的下部是水银,其密度为13600kg/m3,上部是水,其密度为1000kg/m3,三个设备内的水面在同一水平面上.问:(1)1、2、3三处压力是否相等？（2）4、5、6三处压力是否相等？（3）若h1＝100mm，h2＝200mm，且知设备A直接通大气（大气压力为101.33kPa）。求B、C两设备内水面上方的压力。解(1)，因1.2.3三点的截面之间不属于同一种连续的流体.(2),因4.5.6三点的截面之间处于属于同一种静止的,连通的,连续的流体.(3)若求,先找等压面.由(2

3、)知,,由此三点列静力学方程并设1、2、3三点到液面的距离为H。A点与大气相通，则推导出4．比压计中水银面的高度差h=0.36m,其它液体为水。A、B两容器高度位置差为1m，如图所示，试求A、B两容器中心处压力差PA-PB.解：找等压面列静力学方程。由图示知等压面有：设A点到1点垂直距离为H；则则而则5.如图所示，用真空计测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kN/m2,敞口油箱中油面比水箱水面低H=1.5m,水银比压计的读数为h1=5.61m，h2=0.2m。求油的密度。解：找等压面列静力学方程:由

4、图示知，则6．如图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中,高位槽内的液面恒定,塔内表压力为9.807×103Pa,进料量为5m3/h,连接管为φ38×2.5mm的钢管，料液在连接管内流动的能量损失为30J/kg,问高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少米?解：以高位槽液面为1-1’,以虹吸管出口内侧为2-2’，并以2-2’为基准水平面0-0’。在1-1’及2-2’间列柏努利方程因：z2=0，Pm1=0(表压)；Pm2=9.807×103Pa(表压)；外加功We=0,um1=0则因此，高位槽

5、内的液面应比塔的进料口高4.37m，才可正常工作。7.如图所示,用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,个部分相对位置如图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa。水流经吸入管和排出管(不包括喷头)的能量损失分别按∑hf1＝2u2和∑hf1＝12u2计算，u为吸入管和排出管中流体的流速，排水管与喷头连接处的压力为98.07×103Pa(表压),试求泵的有效功率。解：列两次柏努利方程.现以水槽液面为1-1’截面,以泵吸入口

6、为2-2’截面,液面为基准水平面列柏努利方程.再以水槽液面为1-1’截面,以喷嘴前为2-2’截面,液面为基准水平面列柏努利方程.8．如图所示之文德利管，已知d1＝150mm，d2＝100mm，水银比压计△h＝200mm，若不计流动阻力损失，求流量。解:在1点和2点之间列柏努利方程因由连续性方程知9．一圆管输送10℃的水，流量为30cm3/s,若在L=15m的管路上测得水的压头损失hf=20mmH2O,设流动状态为层流,求管道直径。解：圆管直径为D,10℃则流速假设为层流由D=1.87×10-2m=1

7、8.7mm选管ф22×1.5mm无缝钢管,D=19mm核算假设层流成立选管：ф22×1.5mm10当流体以15m3/h的流量在10m长,规格为Φ89×4.5mm的水平无缝直圆管内稳定流动时,试计算其压头损失和压力损失,并判断流体的流动类型。（流体的密度800kg/m3;粘度0.002PaS;λ取0.03,g=9.81m/S2）。解：11．如图所示两个敞口容器位置，输送20℃的二氯乙烷2m3/10min，试求泵所提供的有效压头。已知：二氯乙烷粘度8.3×10－4Pa.s，密度1250kg/m3,z1=

8、2m,z2=14m,管长共20m,管子规格φ59×3mm，管路上装有900标准弯头10个,全开闸门2个,单向阀1个(ξ取2.0),e取0.3mm.解：以储罐的液面为1-1´，以高位槽液面为2-2´，以1-1´为基准水平面。列柏努利方程因Pm1=Pm2=Paum1＝um20Z2-Z1=12m则He=(Z2-Z1)+Hf=12＋hf阻力计算管长L=15m管经：D=53mm流速：管件：全开闸阀2个，Le=2×0.35=0.7m标准弯头10个,Le=10×1.6=16m则∑L