化工原理课后问题详解解析汇报.doc

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1、3．在大气压力为101.3kPa的地区，一操作中的吸收塔表压为130kPa。若在大气压力为75kPa的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：1-6为测得某容器的压力，采用如图所示的U形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3,h=0.8m,R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。解：1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1831kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解:(1)大管:(2)小管:

2、质量流量不变或:1-11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管流动，设料液在管流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。解:以高位槽液面为1-1’面,管出口侧为2-2’面,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:简化:题14附图1-14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔操作压力为1.3MPa（表压）。塔丙烯管出口处高出贮槽液面30m，管径为140mm，丙烯密度为600kg/m3

3、。现要求输送量为40×103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。解:在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:简化:不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中1h题16附图1-16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为J/kg（u为水在管的流速）。试求：（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管的流量（m3/h）。解:(1)阀门全关,水静止(2)阀门全开:在水槽1-1’

4、面与压力表2-2’面间列柏努力方程:简化:解之:流量:题17附图1-17．附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100kg/m3，循环量为45m3/h。管路的径相同，盐水从A流经两个换热器至B的压头损失为9m，由B流至A的压头损失为12m，问：（1）若泵的效率为70％，则泵的轴功率为多少？（2）若A处压力表的读数为153kPa，则B处压力表的读数为多少？解:(1)对于循环系统:(2)列柏努力方程:简化:B处真空度为19656Pa。1-23．计算10℃水以2.7×10－3m3/s的流量流过φ57×3.5mm、长20m水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为0.5mm）解:

5、10℃水物性:查得1-25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m，输送管径为100mm，管子总长为80m（包括所有局部阻力的当量长度）。已知水的密度为998.2kg/m3，粘度为1.005×10-3Pa·s，试计算泵所需的有效功率。ε=0.2题23附图解:ε/d=0.2/100=0.002在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:简化:而:题26附图1-28．如附图所示，密度为800kg/m3、粘度为1.5mPa·s的液体，由敞口高位槽经φ114×4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa（表压），两槽的液位恒定。液体在管的

6、流速为1.5m/s，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度＝0.002，试计算两槽液面的垂直距离。解:在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:简化:由,查得管路中:进口90℃弯头2个半开闸阀出口1-31粘度为30cP、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过径40mm的管路进入容器B。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为8.83kPa和4.42kPa。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。试求：管路中油品的流量。解：阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：mm当阀打开

7、开度时，在A~A′与B~B′截面间列柏努利方程：其中：(表压)，则有（a）由于该油品的粘度较大，可设其流动为层流，则代入式（a），有m/s校核：假设成立。油品的流量：阻力对管流动的影响：阀门开度减小时：（1）阀关小，阀门局部阻力增大，流速u↓,即流量下降。（2）在1~1与A~A截面间列柏努利方程：简化得或显然，阀关小后uA↓，pA↑，即阀前压力增加。（3）同理，在B~B′与2~2′截面间列柏努利方