化工原理课后习题答案.doc

第一章
1-10.898
1-2633mmHg
1-3
1-4H=8.53m
1-5
1-6318.2Pa;误差11.2℅
1-7在大管中：
在小管中：
1-86.68m
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=2.2m.s-1，p2=40*103Pa，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
1-943.2kW
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*106Pa,=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
1-11B处测压管水位高，水位相差172mm
1-12H=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=1.252u1
代入式（c）得（1.252u1）2-u12=29.89
u1=3.70m.s-1
于是u2=1.2523.70=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
=36.2Pa
1-13d≤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
1-190.37kW
1-202.08kW
1-210.197m；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=1.305Pa.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
9.8145=
=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=1mm时引水量不变的要求，为此应将管径取为210mm才行。
1-2266.5L·min-1
1-23(1)0.54m·s-1；(2)R1=10.65cm，R2=17.65cm
1-24输送能力变小，阀门前压力变大
1-25u1=7.25m·s-1，u2=10.52m·s-1；风机出口压力p=65.2mmH2O
解（1）求u1,u2
根据并联管路的特点，知
即
现，故上式化简为
（a）
又根据质量衡算可得

（b）
由（a）（b）求u1，u2需试差。
初设，则由（a）得

代入（b）得
=7.36
于是=17.78-=17.78-7.36=10.42
检验以上数值的准确性：
查附录六知30℃空气=1.165kg..m-3,Pa.s，则

与初设值稍有偏差，再将=0.0217，=0.0205迭代入（a）（b）得

检验：

与第一次迭代值很接近，故所得结果为
（2）求风机出口处压力
设风机出口