化工基础课后习题答案(高教版)

流体流动和输送1、液体高度：,器底所受的力：压强：指示液为CCl4,其读数：2、人孔面积：压力：槽壁面积：槽壁所受压力：3、4、6、（1）求空气的体积流量流通截面：体积流量：（2）求质量流量表压：绝压：空气的平均分子量：当时温度：空气密度：∴质量流量：7**、对容器A孔口流速：体积流量：流出的总体积：液体降至0.5m处所需时间：剩余部分为非稳定流动，所需时间：对于容B由于B下端有短管，管内流体在流动中有下拉液体的作用，故需时间短。8、以水平管中心线为基准面，在1－1，，2－2，间列柏式，在操作条件下，甲烷的密度：水柱压差计读数：9、10、对孔板流量计：流量与流速度关系：，即，(1)当读数为80mmHg时，，即误差＝1.2%(2)读数为20mmHg时，，即误差＝4.9%(3)指示液为四氯化碳时，∴流量的相对误差与以上相同。11、体积流量：质量流量：导管中苯的流速：12、忽略阻力，，，，将数据代入，得体积流量：13、，，,,∴＝，空气流量：质量流量：，∵，，，解得，，体积流量：14、当量直径：流速：湍流15、相对粗糙度：，查图得16、，，查图得H1=0，H2=10，v1=0，v2=2.2，P2=0，17、用试差法求流量，∵λ＝f(Re),Re=f(v),难以直接求解。由Re～λ图可见，对ε＝0.001的无缝钢管而言，Re在2×104～1×107之间，λ值在0.02～0.028之间，设λ＝0.025，H1=5，H2=0，P1=P2=0（表压），v1=0，查图得λ＝0.0235，苯的体积流量：qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S（若设λ＝0.024，qv=0.92L/S）校核：基本相符。18、强烈湍流时，λ可看作常数。，,10=1.2764×10-6/d5d5=1.2764×10-7，∴d=42mm19、（1）、（2）、（3）、20、（1）、，增加3倍（2）、（3）、，增加1倍21、（1）、,,,,∴（2）、，，，，22、，查图，λ＝0.034,∵P1=P2=0，H1=0，动压头可忽略有效功率：轴功率：23、,H1=0，v1=0，H2=15，v2=0.74，P1=P2=0（表压）∴理论功率：轴功率：24、，∴主管中水的流量：支管中流量：25、支路管道26、40mm水柱＝0.4kPa(表压)，绝对压：101.3+0.4=101.4kPa50℃空气密度：空气在导管中流速：,,查图λ＝0.026输送功率：效率：27、（1）、更换后，输出量为：扬程：（2）、两台并联两台并联后输出水量最多能达到20m3/h，但是在6.3m的扬程下，而不是25m。实际并联两台的输出水量总小于20m3/h。两台串联的水泵扬程最多为12.5m，但是在流量为10m3/h时，实际串联两台的扬程总小于12.5m。28、30℃时水的蒸汽压：当地大气压：允许安装高度：现安装在水源上3m处，不能正常运转。29、允许安装高度＝允许吸上高度－当地大气压低于标准大气压折算的压头－水蒸气压高于20℃水蒸气压折算的压头－阻力－动压头50℃水蒸气压：12.23kPa，20℃为2.33kPa蒸汽压之差＝12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O大气压之差＝101.3－100=1.3kPa=0.13mH2O(1)、当流量为20m3/h时，允许安装高度：Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m(2)、流量为30m3/h，允许安装高度：Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m30、流动型态由Re决定，要使流动型态相似，则两种情况下Re应相等。设1为设备条件，2为模型条件，31、（1）、（2）、，（3）、传热1、a、散热速率：29606.024.09.024.060700mWtA交界面温度：℃44424.09.0960700/1112Attb、23606.024.009.01.09.024.060700mWtA2、根据，ttA1炉气温度：℃73230960700/1Att外界温度：℃122096060/233Att4、设交界面温度为t30803021t∴℃230305050200305021t6、设饱和蒸汽的KmW.100002，304kPa饱和蒸汽温度＝134℃∵2212412rr，∴mmrm5.2222124不保温时：mWrrrttlm257024.01510225.045003.0021.01000012013414.32112221121保温时：mWrrrrttlmm7.107024.0151037.015.003.00225.045003.0021.01000012013414.321122222211111217、(1)、12ln12rrtl，57.13060ln3090lnlnln1212rrrr，∴63.0（2）、22121ln12rrrtl342.106.01013060ln15.0109.01013090ln15.011ln11ln122122212rrrrrr，∴746.08、(1)、设绝热层外表面温度为t045.0121202025.0045.0ln15.013002tltl，解得t=110℃（2）、)045.0(121202045.0045.0ln10.01025.0045.0ln15.013002tltl用试探法求得δ＝0.02m=20mm℃10417520025300ln)175200()25300(mt11、1023323223105.14)105.1(1201501018002.181.9tglGr2215.0105.1102.2Pr33C7101010210319105.1422PrGr，为湍流∴KmWGrd.2316.372Pr)(135.0釜壁温度认为＝蒸汽温度，主要是因为新器壁的导热系数很大，即钢的导热系数大。13、∵7910210PrGr，属于自然对流中的湍流传热。31Pr)(135.0Grd，其中223tglGr，小管下标为1，大管为2，则3122231223212//lltgltglGrGr，1012123112ddllGrGr，1//PrPr12CC因为温度和物系相同，λ、d、C、μ、ρ、β、Δt均不变，因小管传热时7102PrGr，则大管7102PrGr，10PrPr31112212GrGr，∵tA，对单位面积而言，101212∴1210，即单位面积的热损失不同，比值为10。14、2212111ln112rrrrtL初始时，令分母＝P105335.00125.0150001011.00125.0ln501011.0200011p积垢后，令分母＝P21532.00125.0150001011.00125.0ln501010.0011.0ln11010.0200011ln1ln112221122122111112rrrrrrp∴%8.341532.005335.0111212pp传热量为原来的34.8%15、mtKA，274.103840225.014.3mndlA℃4524050mt，381vAqmSJtCvAtCqm6443286090300012003802.0785.05.03821KmJtAKm213334574.10644328冷流体的质量流量：SkgtCqm7.102040300064432817、并流：℃6.114180220100350ln1802201003501mt逆流：℃6.143100220180350ln1002201803502mt2211mmtKAtKA25.16.1146.1431221mmttAA19、74.1228.08.08.0vvKmWK25.317137043500050050074.150050074.120221tCqTTCqmm，mmqq250212022tT∴，216022Tt2080002040001000002.020222tttCqm20120ln20120205.31720800022222TtTttKAtm将216022Tt代入，设℃2.492T，整理4.352.296.64ln4.3579375.04.35方程两边相等，说明假设正确，∴热流体出口温度＝49.2℃。21、下标1表示热，2表示冷。)285310()370420(2211CqCqmm，∴5.02211CqCqmm增长后：)285()370420(22211tCqCqmm22211285)350420(tCqCqmm，∴Kt3202原来的传热温差：Ktm5.972)285370(3104201管长增长后：Ktm5.822)285350(3204202下标1为原来，2为增长后4.12853102853201212tCqtCqmm，4.1112212mmtKAtKA，655.15.825.974.112AA∵rlA2，655.112ll，故增长65.5%(2)、并流时)285310()370420(2211CqCqmm，5.02211CqCqmm增长后：)285()350420(22211tCqCqmm，∴t2=320K原来：Ktm5.92310370285420ln310370285420增长后：Ktm8.69320350285420ln320350285420855.18.695.924.112AA∴并流时换热器管长应增加85.5％22、mtKAJtCqQm100000000)2060(25001000KmWK221217.7401000080010000800，一侧恒温，Ktm7.574080ln4080mmtdlKtKAmtdKQlm6.87.57048.014.37411800100000000kgHQD3.443.2258100000000，℃饱和蒸汽的汽化热100H∴把10吨20℃的盐水加热到60℃，需饱和蒸汽44.3kg23、求换热面积：28.12022.014.313mdlnA热量衡算：油释出热量＝水吸收热量tCqTCqmm11)15(420036001400)90(22003600160022tT2267.1115tT1590ln1051590ln159022222222TttTTtTttm（未完）24、tCqtKAmm2221000180000218020002)100(201005400ttt