谭天恩《化工原理》习题解答 流体流动
化工原理 第三版 (谭天恩 著) 化学工业出版社 课后答案
0.3 ε =0.00152 = d 196.8 1000 × 300 / 3600 Re= = 4.13 ×105 (π / 4) × 0.1968 ×1.305 ×10−5
0.23
ε 68 ⎞ 68 λ ′′ = 0.100 ⎛ ) 0.23 = 0.02302 ⎜ + ⎟ = 0.100 ×(0.00152 + 5 4.13 ×10 ⎝ d Re ⎠ λ ′ 与 λ ′′ 数据相近，故迭代一次即可结束。对 d 取整为 0.2m 即 200mm
1-26 1-27 1-28 1-29 1-30 1-31 1-32 11.3m (1) 10.19 m3 ⋅ h −1 ； (2) 方案二可行 当阀门 k1 关小时， V1 ，V 减小， V2 增加， p A 增加 表压为 492.3 kPa 7.08
kg ⋅ s −1
634 kg 9.8 倍
⋅ h −1
解 （1）求 u1,u2 根据并联管路的特点，知 wf1
= wf 2
l1 u12 l u2 = λ2 2 2 d1 2 d2 2 现 l1 = 2l2 , d1 = d2 ，故上式化简为
即
λ1
2 2λ1u12 = λ2 u2
（a）
又根据质量衡算可得
2 (π / 4) d12 u1 + (π / 4) d 2 u 2 = ( π / 4) d 2u
第一章
1-1 0.898 kg ⋅ m 1-2 633mmHg 1-3 ∆z = 1.78m 1-4 H =8.53m 1-5 ∆pAB = 1720mmHg 1-6 318.2Pa ; 误差 11.2℅ 1-7 在大管中： m1 = 4.575kg ⋅ s −1 , u1 = 0.689m ⋅ s −1 , G1 = 1261kg ⋅ m −2 ⋅ s −1 在小管中： m2 = 4.575kg ⋅ s −1 , u 2 =1.274m ⋅s −1 , G 2 = 2331kg ⋅m −2 ⋅s −1 1-8 6.68m 解 取高位槽液面为 1-1，喷头入口处截面为 2-2 面。根据机械能横算方程，有 gz1 + u1 2/2 + p1/ρ=gz2+u22 /2+p2/ρ+wf 式中，u1 =0，p2 =0，u2 =2.2 m .s-1，p2 = 40*103 Pa，wf =25J.kg-1 ，代入上式得 Δz =u2 2/2g+p 2–p1 /ρg+wf/g =2.22/2*9.81+40*10 3-0/1050*9.81+25/9.81 =6.68m 1-9 43.2kW 解 对容器 A 液面 1-1 至塔内管出口截面 2-2 处列机械能衡算式
化工原理(第四版)谭天恩-第二章-流体输送机械
注意安全防护
在操作流体输送机械时，应注意安全防护 ，穿戴好防护用品，避免发生意外事故。
THANKS
感谢观看
高效节能设计
优化流体输送机械的结构和运行方式，降低能耗，提高能效比。
减少排放
采取有效的措施减少流体输送机械在运行过程中产生的污染物排放， 如采用密封性能好的机械部件、回收利用排放的余热等。
环保材料
选择对环境友好的材料和润滑剂，减少对环境的污染。
资源循环利用
对流体输送机械中的可回收利用部分进行回收再利用，减少资源浪费 。
化工原理(第四版)谭 天恩-第二章-流体 输送机械
目录
• 流体输送机械概述 • 离心泵 • 其他类型的泵 • 流体输送机械的性能比较与选用 • 流体输送机械的维护与故障处理
01
CATALOGUE
流体输送机械概述
流体输送机械的定义与分类
定义
流体输送机械是用于将流体从一 个地方输送到另一个地方的机械 设备。
05
CATALOGUE
流体输送机械的维护与故障处理
流体输送机械的日常维护与保养
定期检查
对流体输送机械进行定期检查，确保其正 常运转，包括检查泵、管道、阀门等部件
是否完好无损，润滑系统是否正常等。
清洗与清洁
定期对流体输送机械进行清洗，清除残留 物和污垢，保持机械内部的清洁，防止堵 塞和腐蚀。
更换磨损部件
流体输送机械的应用
工业生产
在化工、石油、制药等领 域，流体输送机械广泛应 用于原料、半成品和成品 的输送。
能源与环保
流体输送机械在燃煤、燃 气等能源输送以及通风、 除尘等环保领域也有广泛 应用。
城市供暖与空调
在集中供暖和空调系统中 ，流体输送机械用于将热 源或冷源输送到各个用户 。
化工原理(钟理)02551习题解答第一章流体流动习题及解答(上册)
流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg ，乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0.2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[(1) 3.51×104N ⋅m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρHP B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压)2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆。
同理， ''''''02R p gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失与流速的一次方成正比？哪个区域的与成正比？光滑管流动时的摩擦损失与的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D为3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后，贮槽中排放出油品的质量。
HH1DR11CEFBA10mn11-1附图解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。
m首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
化工原理-流体力学习题及答案
一、单选题1．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
3．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
4．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。
BA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
6. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。
7.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。
8.层流与湍流的本质区别是：( )。
DA. 湍流流速>层流流速；B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
9.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。
CA. 2；B. 8；C. 4。
10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。
CA. 流动速度大于零；B. 管边不够光滑；C. 流体具有粘性。
11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。
AA. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。
12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。
化工原理(天大版)---(上册)第一章 流体流动
p
p dz z
p pdxdy (p )dxdy gdxdydz 0 z p
p g 0 z p 沿x轴： x 0 p 沿y轴： y 0
z
dzdxdy gdxdydz 0
z2，p2
dz
dx p dy x
① ② ③ y
m V 0 V
1) 对于气体=f（P，T） 根据理想气体状态方程：
m RT M m PM V RT
2) 标准状态下（1atm，0 ℃）的气体每mol气体的体积为22.4升
M 3 ， 标准状态下的密度， Kg / m 22.4 103
流体的密度
3)
混合物密度的求取 i. 对于液体
定态流动
输入的总能量=输出的总能量 以1Kg为基准：
2 u1 u2 U1 gZ1 P11 Qe We U 2 gZ2 2 P2 2 2 2 2 u U gZ ( P ) Qe We 2
以上两式称为定态流动过程的总能量衡算式
1-2-4能量衡算方程式
当P1=P2时，R=0，两扩大室液面是平的 当P1P2时，R 0，两扩大室液面仍是平的
1-1-4 流体静力学基本方程式的应用
2.
液位的测量
最初的液位计 • 易于破碎 • 不易于远观 用液柱压差计原理的液位计 Pa=gx+ AgR Pa´= g（h+x+R） gx+ AgR= g（h+x+R） h A R 当容器里液位达最高时，h=0，R=0 容器里液位越底，h越大，R也越大
1) 2)
z 1 p0
3)
静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的压强 相等 当P0发生改变时，液体内部各点的压强P也发生同样大小的变 化 式c可改写成（p-p0）/ （g）=h，说明压强差的大小可用
(化工原理 谭天恩 第五章
x2 1 .2 ~ 5 d
2.流体在列管式换热器壳程的流动
3 1 2 3 6 5 4
4 5 6 7
当管外装有割去25%直径的圆缺形折流挡板时： 可由图5-30计算α。当Re=2×（103~106）时，亦可用下式计算
Nu 0.36 Re
t1 t 2 t 定性温度： m 2
0.55
Pr W
3.圆形直管中的过渡区范围
当（2000＜Re＜10000）时，可用式（5-63）算出α值， 然后再乘校正系数f2
6 105 f2 1 1.8 Re
4.弯曲管道内
（5-67）
d 1 1.77 R
（5-68）
5.非圆形直管强制湍流 当量直径法 对于套管环隙，有专用的关联式
第四节 给热系数
一、影响给热系数α 的因素
1、引起流动的原因（自然对流、强制对流）
自然对流：由于流体内部密度差而引起流体的流动。
强制对流：由于外力和压差而引起的流动。
强 自
2、流体的物性
ρ，μ，λ，cp
3、流动形态——层流和湍流
4、传热面的形状，大小和位置
湍 层
•形状：如管、板、管束等； •大小：如管径和管长等；
•位置：如管子的排列方式（管束走正四方形和三角形排 列）；管或板是垂直放置还是水平放置。 5、是否发生相变——蒸汽冷凝、液体沸腾
相变 无相变
二、给热系数经验关联式的建立
1、因此分析
f (u, l, , , c p , , gt )
式中l——特性尺寸； u——特征流速。 基本因次：长度L，时间T，质量M，温度θ 总变量数：8个 由π定律：8-4=4，可知有4个无因次数群。
新版化工原理习题答案第一章流体流动
第一章流体流动流体的重要性质1.某气柜的容积为 6 000 m3,若气柜内的表压力为kPa，温度为40 C。
已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、N2 20%、CO 32% CQ 7%、CH 1%,大气压力为kPa，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数pV 101.3 5.5 1000.0 6000 , ,n t mol 246245.4molRT 8.314 313各组分的质量：40%246245.42kg197 kgm H 240% n t MH2m N220% n t M N 220%246245.428 kg1378.97kgI^CO32% n t M CO32%246245.428 kg2206.36kgI^CO 27%m M CO 27%246245.444 kg758.44kgITI CH 41%m M CH 41%246245.416kg39.4kg2 •若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解：m t m! m260 60 kg 120kgm260 60 3V t V V21m 0.157m830171012m t120kg m3764.33kg m3mV t0.157流体静力学3 •已知甲地区的平均大气压力为kPa，乙地区的平均大气压力为kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同解：（1）设备内绝对压力（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=101.33 1 03 65.3 1 03 Pa 36.03kPa 4 .某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底 9.5 m ,5.如本题附图所示， 流化床反应器上装有两个 U 管压差计。
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。
化工原理第一章 流体流动1
机械能：位能、动能、静压能及外功，可用于输 送流体； 内能与热：不能直接转变为输送流体的能量。
下午6时51分 23喻国华
2．实际流体的机械能衡算 (1) 以单位质量流体为基准 假设 流体不可压缩， 则 1 2
流动系统无热交换，则 qe 0
流体温度不变， 则 U1 U 2 并且实际流体流动时有能量损失。 设1kg流体损失的能量为Σ Wf（J/kg），有：
下午6时51分 2喻国华
例: 如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体 在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计， 指示液为水银，读数 R ＝ 250mm ， h ＝ 900mm 。
已知当地大气压为101.3kPa，
水 的 密 度 1000kg/m3 ， 水 银 的
密度13600kg/m3 。试计算该截
u2 d1 0.656 u1 d 2
u2=0.656×1.747=1.146m/s
2
由连续性方程,对管１和管２有
9 103 u1 1.747m / s 2 2 0.785 0.081 d1 4 Vs
1
2
3a
对管1和管3有
下午6时51分
u3 d1 2.62 u1 d3
不可压缩性流体， Const.
Vs u1 A1 u2 A2 uA 常数
圆形管道 ： u 1
A2 d 2 u2 A1 d 1
2
即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与 管内径的平方成反比 。
下午6时51分
17喻国华
例:如附图所示，管路由一段φ 89×4mm的管1、一 段φ 108×4mm的管2和两段φ 57×3.5mm的分支管
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