化工原理第三版谭天恩课后答桉.docVIP

第一章 1-1 0.898 kg ?m ?3 1-2 633mmHg 1-3 Δz = 1.78m 1-4 H =8.53m 1-5 1720 AB Δp = mmHg 1-6 318.2Pa ; 误差11.2℅ 1-7 在大管中： 1 1 2 1 1 1 1 m = 4.575kg ?s ? ,u = 0.689m ?s ? ,G = 1261kg ?m? ?s ? 在小管中： 1 1 2 1 2 2 2 m = 4.575kg ?s ? ,u =1.274m ?s ? ,G =2331kg ?m? ?s ? 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+u2 2/2+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+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 2 2 1 1 2 2 1 e 2 f g z + u + p +w = g z + u + p +w 2 ρ 2 ρ 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, 2 u =122J.kg-1, 将这些数据代入上式得f w = (z2-z1)g+p2/ρ+ e w f w =(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122 =333+2417+122=2882J.kg-1 泵的有效功率Ne= e s =2882*15/1000=43.2kw w m 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 2 2 1 1 2 2 1 2 g z + u + p =gz + u + p 2 ρ 2 ρ 即(a) 2 2 1 2 2 1 1 2 p p ( ) 2 ? ? + g z ? z = u u ρ 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+ ρ Hg gR 即1 2 (b) 1 2 P P g (z z ) Hg gR ρ ρ ρ ρ ? ? + ? = × 由式(a)和式(b)可得 （c） 2 2 2 1 3 1 13600 1000 9.81 80 10 9.89 . 2 1000 u u Hg gR J kg ρ ρ ρ ? ? ? ? ? = × = × × × = 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 - u1 2=2×9.89 u1=3.70m.s -1 于是u2=1.252× 3.70=5.78 m.s ?1 喷嘴处u3= u1（d1/d3）2=3.70 ×125/75）2=10.28 m.s ?1 在截面0-0 与3-3 间列机械能衡算式 H= u3 2/2g=10.282/2 ×9.81=5.39m 在截面0-0 与a-a 间列伯努利方程 H=u2 2/2g+ pA/ρg 故有pA=ρgH- ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000 22 2 u × =36.2× 103Pa 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 kg.m?1 μ × 10?3 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 2 2 2 1 1 2 2 f g z u u p p w ρ ? ? Δ + + = 因u1、u2、p1、p2皆为零，故gΔz = （a） f w 式中，Δz =45m , 代入式（a）得2 2 2 2 5 8 1000 ( 300 ) 5.629 2 36