化工原理(第二版)习题答案.docVIP

第一章 1-1 0.898 1-2 633mmHg 1-3 1-4 H =8.53m 1-5 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅ 1-7 在大管中： 在小管中： 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 + u12/2 + 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 =u22/2g+p2–p1/ρg+wf/g =2.22/2*9.81+40*103-0/1050*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 已知 z1=2.1m，z2 =36m , u1 =0, 的速度头已计入损失中，p1=0, p2=2.16*106 Pa, =122J.kg-1, 将这些数据代入上式得 = (z2-z1)g+p2/ρ+ =(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122 =333+2417+122=2882J.kg-1 泵的有效功率Ne==2882*15/1000=43.2kw 1-10 (1) 4.36Kw；(2) 0.227MPa 1-11 B处测压管水位高，水位相差172mm 1-12 H=5.4m，pa=36.2kPa 解 在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得 即 (a) z1、z2 可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a-a ，由静力学方程得 p1+ρg(z1-z2)+ ρgR=p2+ 即 (b) 由式(a)和式(b)可得 （c） 又由连续性方程知 u2= u1(d1/d2)2= u1 (125/100)2=1.252 u1 代入式（c）得 （1.252 u1）2 - u12=29.89 u1=3.70m.s-1 于是 u2=1.252 3.70=5.78 喷嘴处 u3= u1（d1/d3）2=3.70125/75）2=10.28 在截面0-0与3-3间列机械能衡算式 H= u32/2g=10.282/29.81=5.39m 在截面0-0与a-a间列伯努利方程 H=u22/2g+ pA/ρg 故有 pA=ρgH-ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 =36.2 Pa 1-13 d≤39mm 1-14 水0.0326m·s-1，空气2.21m·s-1 1-15 (1) 38.3kPa； (2) 42.3% 1-16 不矛盾 1-17 答案略 1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍； (2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍 1-19 0.37kW 1-20 2.08kW 1-21 0.197m；不能使用 解 （1）求铸铁管直径 取10℃氺的密度ρ=1000,查附录五知=1.305 Pa.s 取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程 因u1、u2、p1、p2皆为零，故= （a） 式中，45m , 代入式（a）得 9.81 45= =0.01275 (b) 的范围约为0.02-0.03，现知VS很大，Re也大，故的初值可取小些。设=0.02，代入式（b）解得 d =(0.012750.02)0.2=0.191m 检验值： 新铸铁管的绝对粗慥度=0.03mm，则/d=0.3/191=0.00157 Re==4.26105 ===0.02316 可见初设的偏小，故需进行迭代计算。再设=0.02316，代入（b）得 d=0.1968m 于是 =0.00152 Re= 与数据相近，故迭代一次即可结束。对d取整为0.2m即200mm (2) =1mm时，核算是否能满足引水量为300的要求 =1/200=0.005 Re= 代入式（b）得 d=0.207m 可见，d=0.2m的管子不能满足在