化工原理例题及解答(上)

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1、8例题及解答（上）一、如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为rHg，测压连接管内充满常温的水，密度为rw，两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分别为R1、R2，试求a、b两点间的压力差。（10分）解：，，，，而，所以8一、用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。管路直径均为f60mm´3.5mm，其他尺寸见本题附图。各管段的能量损失为。两压差计中的指示液均为水银。试求当时：(1)压缩空气的压力p1为若干（表压）？(2)U形管压差计读数R2

2、为多少？知：求：(1)p1(2)R2解：(1)在两槽液面间列柏努利方程：由两槽液面为大液面，且2液面通大气，得所以又在BC两截面间列柏努利方程：得所以而所以8所以(2)在B2两截面间列柏努利方程：得所以而所以一、在实验室用管道阻力测定装置对镀锌管（内径为27mm）阻力进行测定时，水的流量为2L/s，水银U形管压差计读数为400mm，测压点间距为5290mm，水的粘度为1cP，密度为1000kg/m3，水银的密度为13600kg/m3。试求摩擦系数l1。（5分）在相同条件下对另一镀锌管（内径为16.25mm，绝对粗糙度与第一管相同）阻力进行测定时，水的流速为5.80m/s。试估计此时摩擦系数l

3、2是否大于l1。（5分）知：8求：(1)(2)解：(1)由得(2)所以由在湍流区，得又由，得所以8d=120mm一、在如图所示的平板导热系数测定装置中，试样直径，且由于试样厚度远小于直径，可以忽略试样径向的热损失。由于安装不好，试样与冷、热表面之间均存在着一层厚度为0.1mm的空气隙。设热表面温度，冷表面温度。测试时测得的传热速率。空气隙在下的导热系数，在下的导热系数。试计算空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。（提示：不考虑空气隙计算得到的导热系数为表观值，考虑空气隙计算得到的导热系数为真实值，即要计算）（10分）解：由得又由，得所以所以二、在某列管换热器中，用100°C水蒸汽将物料由2

4、0°C加热到80°C。运行半年后，由于污垢的影响，在相同操作条件下物料出口温度仅为70°C，现欲使物料出口温度仍维持80°C，试问蒸汽温度应提高到何值？（10分）知：8求：解：由得所以为维持出口温度仍为80°C，设需把蒸汽温度提高到，则所以而所以而所以8一、在列管换热器中，用120°C的饱和蒸汽将存放在常压贮槽中的温度为20°C、比热为2.09、质量为2´104kg的重油进行加热。采用输油能力为6000kg/h的油泵，将油从贮槽送往换热器，经加热后再返回贮槽中，油循环流动。若要求经4h后油温升高至80°C，试计算换热器的传热面积。设加热过程中K可取为350，且在任何时刻槽内温度总是均匀一致的

5、。知：求：S解：在t时刻，又所以，，，在dt内，8所以所以，，所以