化工原理典型习题解答

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1、化工原理典型习题解答王国庆陈兰英广东工业大学化工原理教研室200344上册一、选择题1、某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则(1)层流时，流动阻力变为原来的C。A．4倍B．8倍C．16倍D．32倍(2)完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的D。A．4倍B．8倍C．16倍D．32倍解：(1)由得(2)由得2．水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不

2、变，则水的流量变为原来的A。A．1.155倍B．1.165倍C．1.175倍D．1.185倍解：由得所以又由完全湍流流动得44所以而所以1．两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m3，水的密度为998.2kg/m3，水的粘度为1.005´10-3Pa×s，空气的密度为1.205kg/m3，空气的粘度为1.81´10-5Pa×s。（1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为B。A．8.612B．9.612C．10.612D．11.612（2）若在层流区离心沉降

3、，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为D。A．10.593B．11.593C．12.593D．13.593解：(1)由得所以(2)由，得，所以4.某一球形颗粒在空气中自由重力沉降。已知该颗粒的密度为5000kg/m3，空气的密度为1.205kg/m3，空气的粘度为1.81´10-5Pa×s。则(1)在层流区沉降的最大颗粒直径为B´10-5m。A．3.639B．4.639C．5.639D．6.639(2)在湍流区沉降的最小颗粒直径为C´10-3m。44A．1.024B．1.124C．1.22

4、4D．1.324解：(1)由得而所以(2)由得所以5.对不可压缩滤饼先进行恒速过滤后进行恒压过滤。（1）恒速过滤时，已知过滤时间为100s时，过滤压力差为3´104Pa；过滤时间为500s时，过滤压力差为9´104Pa。则过滤时间为300s时，过滤压力差为C。A．4´104PaB．5´104PaC．6´104PaD．7´104Pa（2）若恒速过滤300s后改为恒压过滤，且已知恒速过滤结束时所得滤液体积为0.75m3，过滤面积为1m2，恒压过滤常数为K=5´10-3m2/s，qe=0m3/m2(过滤介质的阻力可以忽略)。则再恒压过

5、滤300s后，又得滤液体积为D。A．0.386m3B．0.486m3C．0.586m3D．0.686m3解：(1)由得44两式相减，得，所以所以(2)由得6.对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为0.75m3，且过滤面积为1m2，恒压过滤常数K=5´10-3m2/s。若要再得滤液体积0.75m3，则又需过滤时间为C。A．505sB．515sC．525sD．535s解：由得所以7.水蒸汽在一外径为25mm、长为2.5m的水平管外冷凝。(1)若管外径增大一倍，则冷凝传热系数为原来的C。A．0.641倍B．0

6、.741倍C．0.841倍D．0.941倍(2)若将原水平管竖直放置，且假定冷凝液层流流动，则冷凝传热系数为原来的A。A．0.493倍B．0.593倍C．0.693倍D．0.793倍44解：(1)由得(2)由得8.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90°C，出口温度为50°C，冷水进口温度为15°C，出口温度为53°C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的C。A．5%B．6%C．7%D．8%解：由，得44二、计算题1.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

7、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。解：，，，，而，所以2.在如图所示的测压差装置中，U形管压差计中的指示液为水银，其密度为rHg，其他管内均充满水，其密度为rw，U形管压差计的读数为R，两测压点间的位差为h，试求a、b两测压点间的压力差。解：由44所以所以3.某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知，，。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m液柱，流径管道2的压力

8、降为0.064m液柱，试计算管道2的长度。解：由，得所以所以所以，又，44所以，所以4.密度为1000kg/m3，粘度为1cP的水，以10m3/h的流量在内径为45mm的水平光滑管内流动，在管路某处流体的静压力为1.5´105Pa(表压)，若管路的局部阻力可忽略