制药工程原理课后答案
中药制药工程原理与设备试题及答案(二)
中药制药工程原理与设备试题及答案7，往复泵和离心泵相比有哪些优缺点？答：往复泵主要用来输送压力较高的液体，也可以输送粘度、具有腐蚀性以及易燃。
易爆、剧毒的液体。
流量小于100m/h压力高于100Ma是往复泵的最佳使用范围，其在小流量、搞杨程方面的优点远远超过离心泵。
但不能输送有固体粒子的混悬液。
往复泵与离心泵相比，结构较复杂，体积大、成本高、流量不连续。
输送高粘度在83%--88%左右，其他动力装置驱动的往复效率在72%--93%之间。
8，离心式通风机叶轮的叶片常有几种形式？各有什么特点？答：离心式通风机叶轮的叶片相对叶轮的旋转方向有前弯式、径向式和后弯式三种。
前弯叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径最小，是结构紧凑，重量减轻，但由于其能量损失加大，且叶轮出口速度变化比较剧烈，使这种通风机的效率比较低。
后弯叶轮相反，所产生的压力最小，叶轮直径最大，而效率一般较高。
径向叶轮介于两者之间，以直叶片的型线最简单。
9，，通常通风机性能表上所列出的风压是指什么风压？适用于什么条件下？若条件变化，如何计算？答：通常通风机性能表上所列出的风压是指全风压。
它是在20.C、1.013x105kg/m3的条件下用空气通过实验测得的，该条件下空气的密度为1.2kg/m3.如果实际条件与实验条件不同，可将实际操作条件下的全风压换算成实验条件下的全风压Ht再依据HT选择通风机。
其换算关系式为HT=HTp0/p,=1.2HT/P,。
10，在生产中，遇到将某些气体的压力从常压提高到几千甚至几万kPa以上的情况时如何实现？答：在压缩机中每压缩一次所允许的压缩比一般为5---7，但在生产中。
会遇到将某些气体的压力从常压提高到几千甚至几万kPa以上的情况。
此时，如采用单位压缩不仅不经济，有时甚至不能实现，所以必须采用多级压缩。
11,液环泵是怎样工作的？答：液环泵直叶片的叶轮偏心的配置在缸体内，并在缸体内引进一定量的液体。
制药工程学作业及参考答案2
制药工程学作业二一、工艺流程设计方案比较1、在药品精制中，粗品常先用溶剂溶解，然后加入活性炭脱色，最后再滤除活性炭等固体杂质。
假设溶剂为低沸点易挥发溶剂，试确定适宜的过滤流程。
2、用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。
已知混酸的组成为：HNO3 47%、H2SO4 49%、H2O 4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1：1.1；反应开始温度为40~55o C，并逐渐升温至80o C；硝化时间为2h；硝化废酸中含硝酸小于1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。
试通过方案比较，确定适宜的硝化及后处理工艺流程。
3、在加压连续釜式反应器中，用混酸硝化苯制备硝基苯。
已知混酸组成为：HNO 3 5%、H 2SO 4 65%、H 2O 30%；苯与混酸中HNO 3的摩尔比为1：1.1；反应压力为0.46MPa ，反应温度为130o C ；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120o C ；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。
试以单位能耗为评判标准，确定适宜的工艺流程。
4、甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸的反应方程式为 CH 3CH 3SO 3H + H 2SO 4+ H 2O 110~140 C已知反应在间歇釜(磺化釜)中进行，磺化反应速度与甲苯浓度成正比，与硫酸含水量的平方成反比。
为保持较高的反应速度，可向甲苯中慢慢加入浓硫酸。
同时，应采取措施将磺化生成的水及时移出磺化釜。
试通过方案比较，确定适宜的脱水工艺流程。
二、生产方式的选择试分析连续生产方式、间歇生产方式、联合生产方式的特点、优势和区别。
三、为保持主要设备之间的能力平衡，提高设备利用率应满足的关系是四、在工艺流程设计中，充分考虑（），以降低原辅材料消耗，提高产品收率；充分考虑（），以提高能量利用率，降低能量单耗，是降低产品成本的两个重要措施。
五、工艺流程框图是在工艺路线和生产方法确定之后，物料衡算开始之前表示（）的一种定性图纸，是最简单的工艺流程图，其作用是（），包括（）和（）。
制药化工原理课后习题答案
制药化工原理课后习题答案The latest revision on November 22, 2020绪论2.解：∴2321001325.1mJmNmNatmL⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1JatmL⨯=⋅以J·mol-1·K-1表示R的值R =××102 J﹒mol-1﹒K-1= J﹒mol-1﹒K-1第一章流体流动1.表压=－真空度=－×104Pa绝压=×104 Pa2.解：设右侧水面到B′点高为h3，根据流体静力学基本方程可知PB=PB′则ρ油gh2=ρ水gh3h=h1+h3=892mm3.解：正U型管水银压差计由图可知 PA =P1＋(x＋R1)ρ水gP B =P 2＋x ρ水g∵P 1－P 2=∴P A －P B =＋ρ水gR 1又有P A =P C P C = P B ＋ρHg gR 1∴ρHg gR 1=＋ρ水gR 1∴mm m s m m kg R 00.200200.081.9)100013600( 2.472kPa231==⋅⨯⋅-=--倒U 型压差计 设右侧管内水银高度为M∵指示流体为空气∴P C =P DP 1=P C ＋ρ水g(R 2＋M) P 2=P D ＋ρ水gM∴mm m sm m kg R 0.2522520.081.91000 2.472kPa232==⋅⨯⋅=- 4.(1)P B =－(表)(2)R ′=7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=×π××2)2×10-6=×10-3m 3/sWs=Vs ρ=×10-3×1840=s8.解：由题可知：1—1′截面：P 1=×105Pa u=0以2—2′截面为基准水平面∴z 1=3m2—2′截面：设管内流速为u z 2=03—3′截面：u, z 3=3m4—4′截面：u, z 4=3＋=5—5′截面：u, z 5=3m6—6′截面：u, z 6=2m, P 6=×105Pa根据伯努利方程：We=0, ∑h f =0有ρ++=ρ+62611P 2u gz P gz∵P 1=P 6 ∴u 2/2=g(z 1－z 6)=有ρρ222112P u gz P gz ++=+×3＋×105/1000=＋P 2/1000∴P 2=×105Pa×105/1000=＋P 3/1000∴P 3=×105Pa×3＋×105/1000=×＋＋P 4/1000∴P 4=×105Pa∴P 5=×105Pa9. (1)u=s V h =h(2)Δz=解：ηNeN =Ne=We ﹒Ws取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面根据伯努利方程：f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22222111221—1′截面：z 1=0, P 1=－×104(表压), u 1=02—2′截面：z 2=15m, P 2=0(表压), AWsu ρ=2A=πd 2/4=×π×[(76－4×2)×10-3]2=×10-3m 2∴s m h m u /46.1/3.524710501063.3102342==⨯⨯⨯=- 173740106105046.11068Re 43=⨯⨯⨯⨯==--μρdu ＞4000 湍流又ε/d=×10-3/68×10-3=×10-3查图得λ=查表1—3得，ξ全开闸阀= ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= ξ进= ξ出=1∴h f ′=＋＋3×＋×2=kg∴∑h f =＋=kgWe=kgNe=×2×104/3600=N==12.解：1—1′：高位槽液面 2—2′：出口管内侧列伯努利方程 f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ2222211122z 2=0, z 1=4m, P 1=P 2=0(表)， u 1=0, We=0∴∑hf ＋u22/2=4g∑hf = hf＋hf′查表1—3得，ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头=hf ′=∑ξ﹒u22/2=＋＋×u22/2=×u22/2∴gdu4)75.10201(222=++λ化简得(400λ＋×u22/2=20℃时μ水=λ=f(Re)=f(u2) 需试差321075.49Re⨯==uduμρ假设 u0 Re λ→ u0 01.0=dε766307960082588∴截止阀半开时该输水系统的u=sVs=uA=×π×=s∴Vs=h第二章 流体输送设备1、解：分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得：其中，12Z Z -= m ；41109.1⨯-=p Pa(表压)；52107.4⨯=p Pa(表压)；21u u =；21,-f H =0；20℃时水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ。
制药工程学作业及参考问题详解3
制药工程学作业三1、某反应物的转化率可用该反应物的（）与反应物的（）之比来表示，即2、某产物的收率（产率）可用（）与（）之比来表示，即也可用该产物的（）与（）之比来表示，即3、若反应体系中存在副反应，则在各种主、副产物中，（）与（）之比称为反应的选择性，即4、综上，收率 =（）×选择性5、产品的生产工艺过程通常由若干个物理工序和化学反应工序所组成，各工序都有一定的收率，各工序的（）即为总收率。
6、物理变化热是指（）或（）时所产生的热效应，常见的有（）和（）。
7、空间时间不等于物料在反应器内的停留时间。
只有对于（），空间时间才与物料的停留时间相等，并为管式反应器内物料的（），即8、对于等温等容过程，同一反应在（）下，达到相同转化率时，在间歇釜式反应器中所需要的反应时间与在（）中所需要的空间时间相同。
9、通过搅拌，可以加速（）之间的混合，提高（）速率，促进反应的进行或加快物理变化过程。
10、试述推进式搅拌器的机理和特点。
11、试述涡轮式搅拌器的机理和特点。
12、液体的（）越大，流动阻力就越大；而在达到完全湍流区之前，随着液体（）的增大，流动阻力也随之增大。
因此，当小直径高转速搅拌器用于中高粘度的液体搅拌时，其（）会因巨大的流动阻力而大为缩小。
对于（）粘度液体的搅拌，宜采用大直径低转速搅拌器。
13、平浆式搅拌器可使液体产生切向和径向运动，可用于简单的（）、溶解和（）等过程。
但是，即使是斜浆式搅拌器，所造成的轴向流动范围也不大，故当釜内液位较高时，应采用（），或与（）配合使用。
当旋转直径达到釜径的0.9倍以上，并设置多层浆叶时，可用于（）粘度液体的搅拌。
14、锚式和框式搅拌器在层流状态下操作，主要使液体产生（）流动，基本不产生轴向流动，故难以保证轴向混合均匀。
但此类搅拌器的搅动范围很大，且可根据需要在浆上增加（），以进一步增大搅拌范围，所以一般不会产生死区。
此外，由于搅拌器与釜内壁的间隙很小，故可防止（）在釜内壁上的沉积现象。
制药工程练习题及答案
一、名称解释（每题2分，共20分）1.理想混合反应器:是指流体处于理想状况的反应器。
对于流体混合，有两种理想极限，即理想混合和理想置换。
2.积分稀释热:恒温恒压下，将一定量的溶剂加入到含1 mol溶质的溶液中，形成较稀的溶液时所产生的热效应。
3.对流混合：若混合设备翻转或在搅拌器的搅动下，颗粒之间或较大颗粒群之间将产生相对运动，而引起颗粒之间的混合，这种混合方式称为对流混合。
4.载能介质：5.建筑施工坐标系:建筑施工坐标轴分别用A和B表示，故又称为AB坐标系。
6.安全水封：7.丸剂的滴制:利用分散装置将熔融液体粒化，再经冷却装置将其固化成球形颗粒的操作，又称为滴制造粒。
8.单程转化率：表示反应物一次通过反应器,参加反应的某种原料量占通入反应器的反应物总量的百分数。
9.打旋现象：当搅拌器置于容器中心搅拌低粘度液体时，若叶轮转速足够高，液体就会在离心力的作用下涌向器壁，使器壁处的液面上升，而中心处的液面下降，结果形成一个大漩涡的现象。
10.超声空化现象:是指超声波的作用下，液体内部将产生无数内部几近真空的微气泡，在超声波的压缩阶段，刚形成的微气泡因受压而湮灭，随之产生高温高压的这种现象。
二、填空题（每空1分，共20分）1. 理想置换的特征是在与流动方向垂直的截面上，各点的流速和流向完全相同，就像活塞平推一样，故又称为活塞流或平推流。
2. 混合液包括：低粘度均相液体混合、高粘度液体的混合、非均相液体的混合、固体溶解四种溶液类型。
3. 锚式和框式搅拌器常用于中、高粘度液体的混合、传热及反应等过程。
4. 造粒设备包括有：摇摆式颗粒机、高效混合造粒机、沸腾造粒机三种。
5. 明胶液是由明胶、甘油和蒸馏水配制而成的。
6. 按使用范围的不同，制药用水可分为饮用水、纯化水、注射用水、灭菌注射用水四大类。
7. 在相同条件下，径向型的涡轮式搅拌器比轴流型的推式搅拌器提供的提供的功率要大。
三、单项选择题（每题1分，共15分）1. 对于技术成熟的中、小型工程项目，为简化设计步骤，缩短设计时间，一般采用B__设计。
中药制药工程原理与设备试题及答案
中药制药工程思考题:1、什么是中药工程？答：中药工程是运用化学、物理方法或手段来争论中草药的加工和制造过程，使此过程能产生一种的药物剂型和药物产品，同时争论制造〔生产〕过程的共同规律，摸索最正确的工艺条件、解决规模放大和大型化生产中消灭的诸多工程技术问题。
2、传统的中药制药工程是怎样的？存在什么问题？答：传统的中药制药工程：⑴工艺：静态提取〔浸渍、煎煮、渗漉〕，传统浓缩，酒精沉淀，大锅收膏，托盘烘干；⑵剂型：丸、散、膏、丹。
存在的问题：提取温度高、时间长、步骤多，热敏物质易被破坏，挥发组织易损失等。
3、中药制药工程中存在哪些化学工程问题？答：⑴通过提取等工序, 将药效物质从构成药材的动植物组织器官中分别出来；⑵通过过滤等工序，将药液和药渣进展分别；⑶通过沉淀等工序，实现微小粒子及大分子非药效物质与溶解于水或醇等溶剂中的其他成分分别；⑷通过浓缩、枯燥等工序，实现溶剂与溶质的分别。
4、争论中药提取理论意义何在？答：中药提取是龙头技术，有适当的提取量为根底，量化和掌握提取的过程参数。
将有利于提高中药提取效率，降低能源消耗，缩短生产周期，稳定产品质量，同时也为中药提取过程和中药产品标准化，标准化，供给理论根底。
5、为什么说提取过程〔浸取〕是历史悠久的单元操作之一答：在中药制药工业，长期以来已有的提取操作有：浸渍，煎煮，渗漉，浸煮, 回流提取和循环提取等，现代中医药工业的进展，又消灭了超临界二氧化碳流体萃取，微波关心提取等高技术。
提取过程实质上是溶质由固相传递到液相的传质过程。
古代用的药材一般都是固体药材，所以需要我们对中药进展提取，把固体药物看成由可溶性〔溶质〕和不可溶〔载体〕所组成的混合物。
中药提取就是把重要药材中的可溶性组分从中药的固体基块中转移到液相。
从而得到含有溶质的提取液的过程。
6、植物性药材的提取过程有哪几个相互联系的阶段所组成？答：植物性药材的提取过程是由潮湿，渗透，解吸，溶解，集中和置换等几个相互联系的阶段所组成。
制药化工原理课后习题答案新编
绪论2.解：∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =××102 J ﹒mol -1﹒K -1= J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－×104Pa 绝压=×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3h=h 1+h 3=892mm3.解：正U 型管水银压差计 由图可知 P A =P 1＋(x ＋R 1)ρ水gP B =P 2＋x ρ水g ∵P 1－P 2= ∴P A －P B =＋ρ水gR 1又有P A =P C P C = P B ＋ρHg gR 1∴ρHg gR 1=＋ρ水gR 1∴mm m s m m kg R 00.200200.081.9)100013600( 2.472kPa231==⋅⨯⋅-=--倒U 型压差计 设右侧管内水银高度为M∵指示流体为空气∴P C =P D P 1=P C ＋ρ水g(R 2＋M) P 2=P D ＋ρ水gM∴mm m s m m kg R 0.2522520.081.91000 2.472kPa232==⋅⨯⋅=-4.(1)P B =－(表) (2)R ′=0.178m 7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=×π××2)2×10-6=×10-3m 3/sWs=Vs ρ=×10-3×1840=2.89kg/s8.解：由题可知：1—1′截面：P 1=×105Pa u=0以2—2′截面为基准水平面∴z 1=3m2—2′截面：设管内流速为u z 2=0 3—3′截面：u, z 3=3m 4—4′截面：u, z 4=3＋=3.5m 5—5′截面：u, z 5=3m6—6′截面：u, z 6=2m, P 6=×105Pa 根据伯努利方程：We=0, ∑h f =0有ρ++=ρ+62611P 2u gz P gz∵P 1=P 6 ∴u 2/2=g(z 1－z 6)=有ρρ222112P u gz P gz ++=+×3＋×105/1000=＋P 2/1000∴P 2=×105Pa ×105/1000=＋P 3/1000∴P 3=×105Pa×3＋×105/1000=×＋＋P 4/1000∴P 4=×105Pa ∴P 5=×105Pa9. (1)u=1.55m/s V h =10.95m 3/h (2)Δz=2.86m 解：ηNeN =Ne=We ﹒Ws取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面根据伯努利方程：f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22222111221—1′截面：z 1=0, P 1=－×104(表压), u 1=0 2—2′截面：z 2=15m, P 2=0(表压), AWsu ρ=2 A=πd 2/4=×π×[(76－4×2)×10-3]2=×10-3m 2∴s m h m u /46.1/3.524710501063.3102342==⨯⨯⨯=- 173740106105046.11068Re 43=⨯⨯⨯⨯==--μρdu ＞4000 湍流 又ε/d=×10-3/68×10-3=×10-3查图得λ=查表1—3得，ξ全开闸阀= ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= ξ进= ξ出=1∴h f ′=＋＋3×＋×2=kg∴∑h f =＋=kgWe=kg Ne=×2×104/3600=N==12.解：1—1′：高位槽液面 2—2′：出口管内侧列伯努利方程 f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ2222211122z 2=0, z 1=4m, P 1=P 2=0(表)， u 1=0, We=0∴∑h f ＋u 22/2=4g ∑h f = h f ＋h f ′查表1—3得，ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= h f ′=∑ξ﹒u 22/2=＋＋ ×u 22/2=×u 22/2∴g du 4)75.10201(222=++λ化简得(400λ＋×u 22/2=20℃时μ水=λ=f(Re)=f(u 2) 需试差 321075.49Re ⨯==u du μρ假设 u 0 Re λ → u 001.0=dε76630 79600 82588∴截止阀半开时该输水系统的u 0=1.66m/sVs=uA=×π×=0.00326m 3/s∴Vs=11.73m 3/h第二章 流体输送设备1、解：分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得： 其中，12Z Z -=0.4 m ；41109.1⨯-=p Pa(表压)；52107.4⨯=p Pa(表压)；21u u =；21,-f H =0；20℃时水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ。
制药化工原理课后习题答案
绪论2.解：∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅- ∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3h=h 1+h 3=892mm3.解：正U 型管水银压差计 由图可知 P A =P 1＋(x ＋R 1)ρ水gP B =P 2＋x ρ水g∵P 1－P 2=2.472kPa ∴P A －P B =2.472kP A ＋ρ水gR 1 又有P A =P C P C = P B ＋ρHg gR 1∴ρHg gR 1=2.472kPa ＋ρ水gR 1∴mm m s m m kg R 00.200200.081.9)100013600( 2.472kPa231==⋅⨯⋅-=--倒U 型压差计 设右侧管内水银高度为M∵指示流体为空气∴P C =P DP 1=P C ＋ρ水g(R 2＋M) P 2=P D ＋ρ水gM∴mm m s m m kg R 0.2522520.081.91000 2.472kPa232==⋅⨯⋅=-4.(1)P B =－845.9Pa(表) (2)R ′=0.178m 7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/s8.解：由题可知：1—1′截面：P 1=1.013×105Pa u=0以2—2′截面为基准水平面∴z 1=3m2—2′截面：设管内流速为u z 2=0 3—3′截面：u, z 3=3m4—4′截面：u, z 4=3＋0.5=3.5m 5—5′截面：u, z 5=3m6—6′截面：u, z 6=2m, P 6=1.013×105Pa 根据伯努利方程：We=0, ∑h f =0有ρ++=ρ+62611P 2u gz P gz∵P 1=P 6 ∴u 2/2=g(z 1－z 6)=9.8有ρρ222112P u gz P gz ++=+9.8×3＋1.013×105/1000=9.8＋P 2/1000∴P 2=1.209×105Pa 1.013×105/1000=9.8＋P 3/1000∴P 3=0.915×105Pa9.8×3＋1.013×105/1000=9.8×3.5＋9.8＋P 4/1000∴P 4=0.866×105Pa ∴P 5=0.915×105Pa9. (1)u=1.55m/s V h =10.95m 3/h (2)Δz=2.86m 解：ηNeN =Ne=We ﹒Ws取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面根据伯努利方程：f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22222111221—1′截面：z 1=0, P 1=－2.5×104(表压), u 1=0 2—2′截面：z 2=15m, P 2=0(表压), AWsu ρ=2 A=πd 2/4=0.25×π×[(76－4×2)×10-3]2=3.63×10-3m 2∴s m h m u /46.1/3.524710501063.3102342==⨯⨯⨯=- 173740106105046.11068Re 43=⨯⨯⨯⨯==--μρdu ＞4000 湍流又ε/d =0.3×10-3/68×10-3=4.41×10-3 查图得λ=0.029 查表1—3得，ξ全开闸阀=0.17 ξ半开截止阀=9.5 ξ90°标准弯头=0.75 ξ进=0.5 ξ出=1∴h f ′=(0.17＋9.5＋3×0.75＋1.5)×1.462/2=14.2J/kg∴∑h f =22.7＋14.2=36.9J/kgWe =208.87J/kgNe =208.87×2×104/3600=1.16kWN=1.16/0.7=1.66kW12.解：1—1′：高位槽液面 2—2′：出口管内侧列伯努利方程 f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ2222211122z 2=0, z 1=4m, P 1=P 2=0(表)， u 1=0, We=0∴∑h f ＋u 22/2=4g ∑h f = h f ＋h f ′查表1—3得，ξ半开截止阀=9.5 ξ90°标准弯头=0.75h f ′=∑ξ﹒u 22/2=(9.5＋0.75＋0.5) ×u 22/2=10.75×u 22/2∴g du 4)75.10201(222=++λ化简得(400λ＋11.75)×u 22/2=39.220℃时μ水=1.005λ=f(Re)=f(u 2) 需试差 321075.49Re ⨯==u du μρ假设 u 0 Re λ → u 0 01.0=dε1.5 76630 0.039 1.66 1.6 79600 0.039 1.66 1.66 82588 0.0388 1.66 ∴截止阀半开时该输水系统的u 0=1.66m/sVs=uA=1.66×0.25π×0.052=0.00326m 3/s∴Vs=11.73m 3/h第二章 流体输送设备1、解：分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得： 其中，12Z Z -=0.4 m ；41109.1⨯-=p Pa(表压)；52107.4⨯=p Pa(表压)；21u u =；21,-f H =0；20℃时水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ。
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解：已规定采用扩散式旋风分离器，则其型号可由表3-4中选出。表中所列压强降是当气体密度为1.2 kg/m3时的数值。根据式3-29，在进口气速相同的条件下，气体通过旋风分离器的压强降与气体密度成正比。本题中热空气的允许压强降为1373Pa，则相当于气体密度为1.2 kg/m3时的压强降应不超过如下数值，即
37.2
38
37
34.5
31.8
28.5
若通过φ76×4mm、长355m（包括局部阻力的当量长度）的导管，用该泵输送液体。已知吸入与排出的空间均为常压设备，两液面间的垂直距离为4.8m，摩擦系数λ为0.03，试求该泵在运转时的流量。若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×105Pa（表压），再求此时泵的流量。被输送液体的性质与水相近。
4．某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水。当流量为71m3/h时，泵吸入口处真空表读数2.993×104Pa，泵压出口处压强计读数3.14×105Pa。两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW，试求泵的扬程及效率。
5．用泵从江中取水送入一贮水池内。池中水面高出江面30m。管路长度（包括局部阻力的当量长度在内）为94m。要求水的流量为20~40m3/h。若水温为20℃，ε/d=0.001，
操作条件下ρ'的计算：（40℃，p=（93300－196）Pa）
从附录中查得1.0133×105Pa，40℃时的ρ=1.128 kg/m3
所以
风量按风机进口状态计
根据风量Q=13940m3/h和风压pT=1846Pa从附录中查得4－72－11NO.6C型离心通风机可满足要求。该机性能如下：
风压1941.8Pa=198mmH2O
p1=－2.67×104Pa（表压）
p2=2.55×105Pa（表压）
u1=
u2=
两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故
H=0.5+
=29.88mH2O
（2）泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93，于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为：
N=6.2×0.93=5.77kW
ΔH=21.2－18=3.2m
多消耗的轴功率为：
【例2－5】已知空气的最大输送量为14500kg/h。在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa（以风机进口状态计）。风机的入口与温度为40℃，真空度为196Pa的设备连接，试选合适的离心通风机。当地大气压强为93.3×103Pa。
解：将系统所需的风压p'T换算为实验条件下的风压pT，即
风压12650Pa
风量21800 m3/h
试核算此风机是否合用。
第四章 粉碎、筛分与混合
第六章 过滤与沉降
【例3－1】落球粘度计。使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降可以测定液体的粘度。
现有密度为8010kg/m3、直径0.16mm的钢球置于密度为980 kg/m3的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm。测得小球的沉降速度为1.70mm/s，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。
泵的流量Q=27L/s=97.2m3/h
泵的轴功率N=6.6kW
泵的效率η=77%
【例2－3】选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=7.5m，现将该泵安装在海拔高度为500m处，已知吸入管的压头损失为1 mH2O，泵入口处动压头为0.2 mH2O，夏季平均水温为40℃，问该泵安装在离水面5m高处是否合适？
吸入管直径d1=80mm
压出管直径d2=60mm
两测压点间垂直距离Z2－Z1=0.5m
泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的效率为0.93
实验介质为20℃的清水
试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。
解：（1）泵的压头在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利方程：
式中Z2－Z1=0.5m
即回收率为33.5%。
3）需设置的水平隔板层数多层降尘室中需设置的水平隔板层数用式3-20a计算。
由上面计算可知，10μm颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即
m/s
所以 ，取47层
隔板间距为
m
核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，则气体的流速为
m/s
所以Re
即气体在降尘室的流动为滞流，设计合理。
2）40μm颗粒的回收百分率假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。
由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40μm颗粒的回收率也可用其沉降速度u't与69.1μm颗粒的沉降速度ut之比来确定，在斯托克斯定律区则为
回收率=u't/ ut=(d'/dmin)2=(40/69.1)2=0.335
11．15℃的空气直接由大气进入风机而通过内径为800mm的水平管道送到炉底。炉底的表压为10.8×103Pa。空气输送量为20000m3/h（15℃，101.33×103Pa），管长与管件、阀门的当量长度之和为100m，管壁绝对粗糙度取0.3mm。欲用库存一台离心通风机，其性能如下：
转速1450r/min
（3）泵的效率
=
在实验中，如果改变出口阀门的开度，测出不同流量下的有关数据，计算出相应的H、N和η值，并将这些数据绘于坐标纸上，即得该泵在固定转速下的特性曲线。
【例2－2】将20℃的清水从贮水池送至水塔，已知塔内水面高于贮水池水面13m。水塔及贮水池水面恒定不变，且均与大气相通。输水管为φ140×4.5mm的钢管，总长为200m（包括局部阻力的当量长度）。现拟选用4B20型水泵，当转速为2900r/min时，其特性曲线见附图，试分别求泵在运转时的流量、轴功率及效率。摩擦系数λ可按0.02计算。
风量14100 m3/h
效率91%
轴功率10kW
习题
1．拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为5.88×104Pa（表压），流量20m3/h。全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管，管长50m（包括局部阻力的当量长度）。碱液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=2×10－3量、轴功率及效率，实际上是求泵的工作点。即应先根据本题的管路特性在附图上标绘出管路特性曲线。
（1）管路特性曲线方程
在贮水池水面与水塔水面间列柏努利方程
式中ΔZ=13mΔp=0
由于离心泵特性曲线中Q的单位为L/s，故输送流量Qe的单位也为L/s，输送管内流速为：
=
本题的管路特性方程为：
再从教材附录中查4B20型水泵最高效率点的性能数据：
Q=90m3/hH=20m
N=6.36kWη=78%Hs=5m
（2）泵实际运行时所需的轴功率，即工作点所对应的轴功率。在图2-6的4B20型离心水泵的特性曲线上查得Q=80m3/h时所需的轴功率为
N=6kW
（3）用阀门调节流量多消耗的轴功率当Q=80m3/h时，由图2-6查得H=1.2m，η=77%。为保证要求的输水量，可采用泵出口管线的阀门调节流量，即关小出口阀门，增大管路的阻力损失，使管路系统所需的压头He也等于21.2m。所以用阀调节流量多消耗的压头为：
习题与思考题
第二章 液体搅拌
第三章 流体输送设备
【例2－1】离心泵特性曲线的测定
附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：
泵进口处真空表读数p1=2.67×104Pa(真空度)
泵出口处压强表读数p2=2.55×105Pa(表压)
泵的流量Q=12.5×10－3m3/s
功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW
校核颗粒雷诺数
Ret
上述计算有效。
【例3-2】拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为2.6×10－5Pa·s；固体的密度为3000 kg/m3；降尘室的生产能力为3 m3/s。试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40μm的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10μm的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？
8．若题6改为两个相同泵并联操作，且管路特性不变。试求泵的工作点及其相应流量及压头。
9．热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/h的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持49×103Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气压强按101.33×103Pa计。
Q/（m·s－1）
0
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
H/m
26
25.5
24.5
23
21
18.5
15.5
12
8.5
试求：
（1）管路特性曲线；
（2）泵的工作点及其相应的流量及压头。
7．若题6改为两个相同泵串联操作，且管路特性不变。试求泵的工作点及其相应流量及压头。
He=13+
（2）标绘管路特性曲线
根据管路特性方程，可计算不同流量所需的压头值，现将计算结果列表如下：
Qe/L·s－1
0
4
8
12
16
20
24
28
He/m
13
13.14
13.55
14.23
15.2