化工原理课后答案分析
化工原理课后思考题答案
化工原理课后思考题答案问题一：什么是化工原理？化工原理是研究化学过程和物理过程在化工工程中基本原理和规律的学科。
它包括了化学反应、传质与传热、流体力学等学科内容，涉及到化工工程中的各个环节。
化工原理的研究可以帮助工程师了解反应过程中的物质转化规律、能量传递规律以及流体在管道中的流动规律等，为化工工程的设计、运行和优化提供科学依据。
问题二：化工原理的研究内容有哪些？化工原理的研究内容主要包括以下几个方面：1.化学反应原理：研究化学反应的动力学、平衡及其对工艺条件的影响。
通过分析反应速率、平衡常数和热力学参数，确定最佳反应条件，并预测产物组成和产量。
同时，还研究反应速率方程、反应机理和催化剂等相关内容。
2.传质传热原理：研究在化工过程中物质和能量的传递规律。
通过分析传质速率、传热速率以及传质传热过程中的阻力和温度分布等参数，优化传质传热操作。
此外，还研究流体与固体之间、流体与流体之间的传质传热机理。
3.流体力学原理：研究流体在管道、泵和设备中的流动规律。
通过分析流体的流动速度、压力分布、阻力损失等参数，优化流体力学过程。
还研究液体和气体的流动特性，如雷诺数、压力梯度和黏度等。
4.反应工程原理：研究化工反应工艺的设计、运行和控制。
通过分析反应条件、反应器构造和反应器操作参数，确定最佳的工艺方案。
同时，还研究反应器的传热、传质和混合性能等相关问题。
5.过程综合与优化：综合考虑化工过程中的各个环节，包括反应、分离、传质传热以及能量利用等。
通过分析各种操作条件、设备参数和工艺流程，提出最优的工艺设计方案，以实现经济高效的生产过程。
问题三：化工原理对化工工程有何作用？化工原理对化工工程有以下几个方面的作用：1.设计指导：通过化工原理的研究，可以为化工工程的设计提供科学依据。
了解化学反应过程中的物质转化规律和能量传递规律，可以确定最佳反应条件和工艺流程，从而提高生产效率和产品质量。
2.过程优化：通过分析化工原理，可以优化化工工程中的各个环节。
化工原理课后习题答案第一章流体流动答案
第一章 流体流动习题解答1.解：（1） 1atm=101325 Pa=760 mmHg真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为p =461097.8)10082.0(10132576.00⨯=⨯--⨯N/m 2（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8⨯Pa 2.解： T=470+273=703K ，p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4×273703×2200101.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H 处的大气压为p ，根据流体静力学基本方程，得 dp=-ρgdH大气的密度根据气体状态方程，得 ρ=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H代入上式得ρ=pMR （293.15-4.8×10-3H ）=-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H对以上等式两边积分，101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp101325=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15即：lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526（2）已知地平面处的压力为101325 Pa ，则高山顶处的压力为 p 山顶=101325×330763=45431 Pa将p 山顶代入上式ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ，所以此山海拔为6500 m 。
化工原理课后习题答案
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
化工原理(郝晓刚、樊彩梅)课后答案
第一章 流体流动1-1在大气压强为98.7×103Pa 的地区，某真空精馏塔塔顶真空表的读数为13.3×103Pa ，试计算精馏塔塔顶内的绝对压强与表压强。
[绝对压强：8.54×103Pa ；表压强：-13.3×103Pa] 【解】由 绝对压强 = 大气压强–真空度 得到：精馏塔塔顶的绝对压强P 绝= 98.7×103Pa - 13.3×103Pa= 8.54×103Pa 精馏塔塔顶的表压强 P 表= -真空度= - 13.3×103Pa1-2某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，指示液为水银，为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm, R 2=50 mm ，R 3=50 mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
[A ：7.16×103Pa ；B ：6.05×103Pa]【解】设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示a –a′处：P A + ρg gh 1= ρ水gR 3+ ρ水银gR 2由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A =1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 =7.16×103Pab-b′处：P B + ρg gh 3= P A + ρg gh 2 + ρ水银gR 1即：P B =13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa1-3用一复式Ｕ形管压差计测定水流过管道上A 、B 两点的压差，压差计的指示液为水银，两段水银之间是水，今若测得h 1=1.2 m ，h 2=1.3 m ， R 1=0.9 m ，R 2=0.95 m ，试求管道中A 、B 两点间的压差ΔP AB 为多少mmHg ？（先推导关系式，再进行数字运算）[1716 mmHg]【解】 如附图所示，取水平面1-1'、2-2'和3-3'，则其均为等压面，即'11p p =，'22p p =，'33p p =根据静力学方程，有112p gh p O H A =+ρ '112p gR p Hg =+ρ因为'11p p =，故由上两式可得1212gR p gh p Hg O H A ρρ+=+即1122gR gh p p Hg O H A ρρ-+= (a)设2'与3之间的高度差为h ，再根据静力学方程，有322'p gh p O H =+ρ')(32222p gR R h g p Hg O H B =+-+ρρ32因为'33p p =，故由上两式可得2222)('22gR R h g p gh p Hg O H B O H ρρρ+-+=+ (b)其中 112R h h h +-= (c)将式(c)代入式(b)整理得2112)()('22gR R h g p p O H Hg O H B ρρρ-+-+= (d)因为'22p p =，故由式(a)和式(d)得21111)()(222gR R h g p gR gh p O H Hg O H B Hg O H A ρρρρρ-+-+=-+即 )()(212R R g p p p O H Hg B A AB+-=-=∆ρρ=(13600-1000)×9.81×(0.9+0.95)=228.7kPa 或1716mmHg1-4 测量气罐中的压强可用附图所示的微差压差计。
化工原理实验课后思考题答案
实验流体流动阻力的测定1、进展测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进展测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，假设关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。
2、如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前假设真空表和压力表的读数均为零，说明系统内的空气已排干净；假设开机后真空表和压力表的读数为零，那么说明，系统内的空气没排干净。
3、在U形压差计上装设“平衡阀〞有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：用来改变流经阀门的流动阻力以到达调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是翻开的，正常运行时是关闭的。
4、U行压差计的零位应如何校正？答：先翻开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进展零点校验。
5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进展标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
6、你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U形管压差计构造简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
实验离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。
化工原理实验课后思考题答案
实验流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。
2、如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。
3、在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。
4、U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验。
5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
6、你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U形管压差计结构简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
实验离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关闭出口阀？答：防止电机过载。
化工原理课后答案解析
化工原理课后答案解析(总22页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 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：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，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/m 3,h=,R=。
试计算容器中液面上方的表压。
解：kPaPa gmρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+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×。
已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/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: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 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。
化工原理课后习题答案
第七章 吸收1,解：（1）（2） H,E 不变，则 (3)2，解：同理也可用液相浓度进行判断3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。
现，故HCl 在水中的扩散系数.水的缔和参数分子量粘度 分子体积4，解:吸收速率方程1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气代入式x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm.5，解：查，008.0=*y 1047.018100017101710=+=x 764.001047.0008.0===*x y m Pa mp E 451074.710013.1764.0⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==3441017.71074.75.55KPa P 9.301=2563.0109.3011074.734⨯⨯==P E m 0195.0109.301109.533=⨯⨯=*y 01047.0=x 862.101047.00195.0===*x y m Pa mp E 531062.5109.301862.1⨯=⨯⨯==Pa m kmol E C H ⋅⨯=⨯==-35510875.91062.55.5509.0=y 05.0=x x y 97.0=*09.00485.005.097.0=<=⨯=*y y 吸收∴atm P 1=,293k T =,5.36=A M ,29=B M 5.215.1998.1=+=∑AV()()smD G 25217571071.11.205.2112915.36129310212121--⨯=+⨯+⨯=L D ,6.2=α,18=s M (),005.1293CP K =μmol cm V A 33.286.247.3=+=()()s m s cm D L 29256.081099.11099.13.28005.1293136.2104.721---⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=或()()()12A A BM A P P P P RTx D N --=3107.53.10105.0m kN P A =⨯=2266.0m kN P A =212.96065.53.101m kN P B =-=226.10066.03.101m kN P B =-=()24.986.1002.9621m kN P BM =+=()()()07.566.04.983.101295314.81024.01043-⨯⨯-=--x s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数下C 80cm s cm T T D D 25275.175.112121044.3344.029*******.0-⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=水的蒸汽压为，时间 6,解：画图7,解：塔低：塔顶：2.5N 的NaOH 液含 2.5N 的NaOH 液的比重＝1.1液体的平均分子量：通过塔的物料衡算，得到如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过程。
化工原理下册课后答案
化工原理下册课后答案1. 简答题。
1.1 请简述化工原理中的物质平衡原理。
物质平衡原理是指在化工过程中，物质的输入量等于输出量，即输入物质的总量等于输出物质的总量。
这是化工过程中保持物质平衡的基本原理，也是保证化工过程正常运行的基础。
1.2 请解释化工原理中的能量平衡原理。
能量平衡原理是指在化工过程中，输入的能量等于输出的能量，即输入的能量总量等于输出的能量总量。
能量平衡原理是保证化工过程能够正常进行的重要原则，也是保证化工过程能够高效运行的基础。
1.3 请说明化工原理中的动量平衡原理。
动量平衡原理是指在化工过程中，输入的动量等于输出的动量，即输入的动量总量等于输出的动量总量。
动量平衡原理是化工过程中保持物质流动平衡的基本原理，也是保证化工设备运行稳定的基础。
2. 计算题。
2.1 在化工反应器中，若反应物A和B按化学方程式A + B → C反应，已知反应物A和B的摩尔质量分别为10g/mol和20g/mol，反应生成物C的摩尔质量为30g/mol，求当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为多少？解，根据化学方程式A + B → C，可知A和B的摩尔比为2:1，因此A的摩尔质量为10g/mol，B的摩尔质量为20g/mol。
根据摩尔比的定义，可得A的质量为20g，B的质量为10g。
生成物C的摩尔质量为30g/mol，因此生成物C的质量为30g。
因此当A和B的摩尔比为2:1时，生成物C的摩尔质量为30g/mol。
2.2 在化工装置中，液体A和液体B按体积比1:2混合，已知液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，求混合液体的密度为多少？解，液体A和液体B按体积比1:2混合，因此混合液体的总体积为3。
液体A的密度为1g/cm³，液体B的密度为2g/cm³，根据密度的定义可得混合液体的质量为11g+22g=5g，总体积为3cm³，因此混合液体的密度为5g/3cm³=1.67g/cm³。
化工原理第三版课后答案
化工原理第三版课后答案1. 简答题。
1.1 什么是化工原理？化工原理是指在化学工业生产中，根据化学反应的基本规律和物质的性质，通过物质和能量的转化，实现对原料的加工和产品的制备的基本理论和方法。
1.2 化工原理的基本内容有哪些？化工原理的基本内容包括物质的组成与结构、物质的性质与变化规律、化学反应的热力学和动力学基础、反应工程的基本原理和方法等。
1.3 化工原理的研究意义是什么？化工原理的研究可以帮助我们深入了解化学反应的规律和物质的性质，为化学工业生产提供理论指导和技术支持，促进化工生产的发展和进步。
2. 计算题。
2.1 请计算下列化学反应的热力学参数：反应，2H2 + O2 → 2H2O。
ΔH = -483.6 kJ/mol。
2.2 请计算下列反应的反应速率常数：反应，A → B。
反应速率方程，r = k[A]当A的浓度为0.5mol/L时，反应速率为0.02mol/L·s，求反应速率常数k的值。
3. 分析题。
3.1 请分析化工原理在化学工业生产中的应用。
化工原理在化学工业生产中起着至关重要的作用，它可以帮助工程师们设计合理的反应工艺，优化生产流程，提高产品质量和产量，降低生产成本，实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
3.2 请分析化工原理对环境保护的作用。
化工原理可以帮助我们研究和开发环保型的生产工艺，减少废物和污染物的排放，提高能源利用效率，降低对环境的影响，实现绿色生产和可持续发展。
4. 应用题。
4.1 请设计一个化学反应的反应工艺，并分析其可行性和经济效益。
反应，A + B → C。
根据反应的热力学和动力学参数，设计合理的反应条件和工艺流程，分析反应的可行性和经济效益，为工程实践提供参考和指导。
4.2 请结合化工原理，分析某一化工生产过程中的问题，并提出解决方案。
结合化工原理的知识，分析化工生产过程中可能存在的问题，如反应速率不理想、产物纯度不高等，提出相应的解决方案，为生产实践提供技术支持和指导。
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3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 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：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，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/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。
试计算容器中液面上方的表压。
解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+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1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/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: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 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 的流速在管内流动，设料液在管内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,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程:f W u pg Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ简化: g W u H f /)21(22∑+=m 09.281.9)20121(=÷+⨯=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），精馏塔内操作压力为1.3MPa （表压）。
塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 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:f e W u pg Z W u p g Z ∑+++=+++222221112121ρρ 简化:f e W u pg Z W p ∑+++=+2222121ρρf e Wg Z u p p W ∑+++-=2221221ρs m dm u s/2.114.0785.060036001040785.02322=⨯⨯⨯==ρ15081.9302.12160010)0.23.1(26+⨯+⨯+⨯-=∴e Wkg J /6.721-=∴ 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中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75 kPa ，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为2u W f =∑J/kg （u 为水在管内的流速）。
试求：（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管内的流量（m 3/h ）。
解: (1) 阀门全关,水静止gh p ρ=题14 附图题16 附图m g p h 95.781.910107833=⨯⨯==∴ρ(2) 阀门全开:在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ 简化: f W u p g Z ∑++=222121ρ 22223211000107581.995.7u u ++⨯=⨯解之: s m u /414.12=∴ 流量: s m u d V s /10776.1414.104.0785.0433222-⨯=⨯⨯==πh m /39.63=1-17．附图所示的是冷冻盐水循环系统。
盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为45 m 3/h 。
管路的内径相同，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:m h H f e 21129=+=∑= kW g V H P s e e 83.281.9110036004521=⨯⨯⨯=⋅=ρ kW P P e04.47.083.2:===∴η轴功率 (2) B A →列柏努力方程:fAB B B B A A A h Z u g g p Z u g g p ∑+++=++222121ρρ 简化:fAB B BA h Z gp g p ∑++=ρρ 题17 附图)97(81.91100103153+⨯⨯+=⨯⨯B p )(19656表a B p p -=∴∴ B 处真空度为19656 Pa 。
1-23．计算10℃水以2.7×10－3m 3/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: s m d V u s /376.105.0785.0107.2785.0232=⨯⨯==- 10℃水物性:s p m kg a ⋅⨯==-3310305.1,/7.999μρ431027.510305.1376.17.99905.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu01.0505.0==d ε查得 038.0=λkg J u d l λW f /47.142376.105.020038.0222=⨯⨯==∑∴ m g W h f f 475.1/=∑=∑ a f f P ρW P 7.14465=⋅∑=∆1-25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以40m 3/h 的流量输送至高位槽。
两槽的液位恒定，且相差20m ，输送管内径为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/m 3，粘度为1.005×10-3Pa ·s ，试计算泵所需的有效功率。
ε=0.2解: s m d πq u V /415.11.0785.0360040422=⨯==200014054210005.1415.12.9981.0Re 3>=⨯⨯⨯==-μρdu ε/d=0.2/100=0. 002023.0=∴λ在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:题23 附图f e W u pg Z W u p g Z ∑+++=+++222221112121ρρ 简化: f e W g Z W ∑+=2而: kg J u d l l λW e f /42.182415.11.080023.0222=⨯⨯=∑+=∑ kg J W e /6.21442.1881.920=+⨯=∴kW W ρV We m We Ne s s 4.223802.99836004062.214≈=⨯⨯=⋅⋅=⋅=1-28．如附图所示，密度为800 kg/m 3、粘度为1.5 mPa ·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。
液体在管内的流速为1.5m/s ，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度d ε＝0.002，试计算两槽液面的垂直距离z ∆。
解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:f W u pg Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ简化: f W p Zg ∑+=∆ρ2431048.8105.15.1800106.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 由 002.0=dε,查得026.0=λ管路中: 进口 5.0=ξ90℃弯头 75.0=ξ 2个 半开闸阀 5.4=ξ 出口 1=ξ25.1)15.475.025.0106.016030026.0(2)(22⨯++⨯+++⨯=∑+=∑∴u d l W f ξλkg J /87.60=题26 附图m g W p Z f 6.2681.9/)87.608001016.0(/)(62=+⨯=∑+=∆∴ρ1-31粘度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径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：1081.99001083.831=⨯⨯=-=g p p z a A ρm581.99001042.4321=⨯⨯=-=g p p z a B ρm当阀打开41开度时，在A~A ′与B~B ′截面间列柏努利方程： f B B B A A A W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222121 其中： 0==B A p p (表压)，0==B A u u 则有2)(2u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ（a ）由于该油品的粘度较大，可设其流动为层流，则 ud ρμλ64Re 64==代入式（a ），有 ρμρμ22)(32264)(d ul l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=-736.0)203050(10303281.9)510(90004.0)(32)(322=++⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核： 20002.8831030736.090004.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρud假设成立。