化工原理1-7章習題答案

目錄

第一章流體流動與輸送機械......................................................(2)

第二章非均相物系分離..........................................................(32)

第三章傳熱.....................................................................(42)

第四章蒸發(fā).....................................................................(69)

第五章氣體吸收................................................................(73)

第六章蒸儲.....................................................................(95)

第七章固體干燥.................................................................(119)

第一章流體流動與輸送機械

1.某煙道氣的組成為C0213%,N276%,H2011%（體積%）,試求此混合氣體在溫度

500℃、壓力101.3kPa時的密度。

解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量

-3

Mm="，M=(0.13x44+0.76x28+0.11x18)x10-3=28.98xl0kg/mol

，混合密度

101.3X1Q3X28.98X1Q-3

PM,”=0.457kg/m3

8.31x(273+500)

2.已知20℃時苯和甲苯的密度分別為879kg/m3和867kg/n?,試計算含苯40%及甲苯60%（質(zhì)

量％）的混合液密度。

%a20.40.6

解:--------1----------------1--------

P\Pl879867

3

混合液密度Pm=871.8kg/m

3.某地區(qū)大氣壓力為101.3kPa,一操作中的吸收塔塔內(nèi)表壓為130kPa。若在大氣壓力為75kPa

的高原地區(qū)操作該吸收塔，且保持塔內(nèi)絕壓相同，則此時表壓應為多少？

解：P絕=Pa+P表=表’

p表'=（。"+。真）一p；=001.3+130）-75=156.3kPa

4.如附圖所示，密閉容器中存有密度為900kg/m3的液體。容

器上方的壓力表讀數(shù)為42kPa,又在液面下裝一壓力表，表中心線在

測壓口以上0.55m,其讀數(shù)為58kPa。試計算液面到下方測壓口的距

離。題4附圖

解：液面下測壓口處壓力

P=Po+Pg^Z=P|+pgh

Az=Pi+Pg'P。=+h=（58-42）x103+Q55=236m

pgpg900x9.81

5.如附圖所示，敞口容器內(nèi)盛有不互溶的油和水，油層和水層的厚度分

別為700mm和600min。在容器底部開孔與玻璃管相連。已知油與水的密度分

別為800kg/n?和1000kg/m\

(1)計算玻璃管內(nèi)水柱的高度；

(2)判斷A與B、C與D點的壓力是否相等。

解(1)容器底部壓力

P=Pa+。油g%+。水92=Pa+P水gh

〃=匕也業(yè)1=^-h.+h2=8加X0.7+0.6=1.16m

P水P水-1000

豐

(2)pAPBPC=PD

6.為測得某容器內(nèi)的壓力，采用如圖所示的U形壓力計，指示液為水銀。

已知該液體密度為900kg/m\h=0.8m,R=0.45m。試計算容器中液面上方的

表壓。

解：如圖，1-2為等壓面。

Pi=P+PghP2=pa+pogR

p+pgh=pu+pngR

則容器內(nèi)表壓：

p-Pa=p（）gR-pgh=13600x0.45x9.81-900x0.8x9.81=53.0kPa

7.如附圖所示，水在管道中流動。為測得4-A'、B-B'截面的壓力差，在管路上方安裝一U

形壓差計，指示液為水銀。已知壓差計的讀數(shù)R=180mm,試計算A-A'、B-B'截面的壓力差。已

知水與水銀的密度分別為lOOOkg/n?和13600kg/m：

解：圖中，1-1'面與2-2'面間為靜止、連續(xù)的同種流體，且處于同一水平面，因此為等壓面,

即

Pi=%，P2=Pi

m

又Pv=PA-Pg

Pi=P2+。械=P?+Pi'gR

=PB-pg(m+R)+pogR

所以PA-Pgm=PB-pg(m+R)+PogR

整理得PA-PB=(Po一P)gR

題7附圖

由此可見，U形壓差計所測壓差的大小只與被測流體及指示液的密度、讀數(shù)R有關，而與U

形壓差計放置的位置無關。

代入數(shù)據(jù)PB=(13600-1000)x9.81x0.18=22249Pa

8.用U形壓差計測量某氣體流經(jīng)水平管道兩截面的壓力差，指示液為水，密度為lOOOkg/m：

讀數(shù)R為12mm。為了提高測量精度，改為雙液體U管壓差計，指示液A為含40%乙醇的水溶液,

密度為920kg/n?,指示液C為煤油，密度為850kg/m3。問讀數(shù)可以放大多少倍？此時讀數(shù)為多少？

解：用U形壓差計測量時，因被測流體為氣體，則有

Pi-p2~RgPo

用雙液體U管壓差計測量時，有

P\-Pz=Rg（0「Pc）

因為所測壓力差相同，聯(lián)立以上二式，可得放大倍數(shù)

R

--=----A----------1-0-0-0---=J

RPc920-850

此時雙液體U管的讀數(shù)為

R=14.3/?=14.3x12=171.6mm

9.圖示為汽液直接混合式冷凝器，水蒸氣與冷水相遇被冷凝為水，

并沿氣壓管流至地溝排出?，F(xiàn)已知真空表的讀數(shù)為78kPa,求氣壓管中水

上升的高度h?

解：P+Pgh=P,

t題9附圖

水柱高度仁—7,/

7.95m

PgIO3x9.81

10.硫酸流經(jīng)由大小管組成的串聯(lián)管路，其尺寸分別為076X4mm和057X3.5mm。已知硫酸

的密度為1830kg/m\體枳流量為9m加,試分別計算硫酸在大管和小管中的（1）質(zhì)量流量；（2）平

均流速；（3）質(zhì)量流速。

解：（1）大管：076x4mm

ms=VS-p=9x1830=16470kg/h

匕9/3600.

=------7=------------------7=0nA.6O9m/s

0.785〃0.785x0.0682

G]=WjP=0.69x1830=1262.7kg/（m2-s）

（2）小管：（|）57x3.5mm

質(zhì)量流量不變ms2=16470kg/h

9/3600….

---------------=1.27m/s

0.785而0.785x0.052

(夕)2=0.69(11)2=1.27m/s

或,?2

2

G2=U2-p=1.27x1830=2324.lkg/(m-s)

11.如附圖所示，用虹吸管從高位槽向反應器加料，高位槽與反應器均與大氣相通，且高位槽

中液面恒定?，F(xiàn)要求料液以lm/s的流速在管內(nèi)流動，設料液在管內(nèi)流動時的能量損失為20J/kg（不

包括出口），試確定高位槽中的液面應比虹吸管的出口高出的距離。

解：以高位槽液面為1T'面,管出口內(nèi)側為2-2'面，在1-1'?2-2'間列柏努力方程:

Z|g+區(qū)+:%2=Z2g+~+~lt2+2卬/

p2p2

簡化：+ZW/）/g

=（gxl+20）+9.81=2.09m

12.一水平管由內(nèi)徑分別為33mm及47mm的兩段直管組成，水在小管內(nèi)以2.5m/s的速度流向

大管，在接頭兩側相距1m的1、2兩截面處各接一測壓管，已知兩截面間的壓頭損失為70mm比0,

問兩測壓管中的水位哪一個高，相差多少？并作分析。

解：I、2兩截面間列柏努利方程:

2

Z]+—+—?|=Z2+—+—ul

pg2g~pg2g

閨=2猾)=L23m/s

其中：Z]=z

2u2=u

A/t=P1-Pz=—(?2-uh+Yhf=—J—(1.232-2.52)+0.07=-0.17m

pg2g'2"f2x9.81V

說明2截面處測壓管中水位高。這是因為該處動能小，因而靜壓能高。

13.如附圖所示，用高位槽向一密閉容器送水，容器中的

表壓為80kPa。已知輸送管路為。48*3.5mm的鋼管，管路系

統(tǒng)的能量損失與流速的關系為￡卬,-6.8M2（不包括出口能量

損失），試求:

題13附圖

（1）水的流量;

（2）若需將流量增加20%,高位槽應提高多少m?

解（1）如圖在高位槽液面1-1與管出口內(nèi)側2-2間列柏努利方程

簡化：Z]g=+ZWf(1)

P2

即10x9.81=80xl°+L；+6.8M；

1000222

解得w,=1.57m/s

流量V..=工[2“=0.785x0.04Vx1.57=2.07x10-3m3/s=7.45m3/h

$42

(2)流量增加20%,則A=12x1.57=1.88m/s

此時有Z1g=+—W2+Swf

P2

ROx10^1

z；=（ou±xl.882+6.8xl.882）/9.81=10.78m

11000+2

即高位槽需提升0.78m。

14.附圖所示的是內(nèi)烯精儲塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至

塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為2.0MPa（表壓），

精福塔內(nèi)操作壓力為1.3MPa（表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽

內(nèi)液面30m,管內(nèi)徑為140mm,內(nèi)烯密度為GOOkg/n??，F(xiàn)要求輸送

題14附圖

量為40Xl（）3kg/h,管路的全部能量損失為150J/kg（不包括出口能

量損失），試核算該過程是否需要泵。

解:在貯槽液面1T'與回流管出口外側2-2’間列柏努利方程：

簡化：~+We=z2g+-+—+XWf

PP2

叱M^^SA+士層+z,g+ZWf

P2-

4°xl°%6(X)x600

=1.2m/s

0.785"20.785x0.142

x12

=(1.3-2.0)+1xj2+30x9.81+150

f6002

=-721.6J/kg

不需要泵,液體在壓力差的作用下可自動回流至塔中

15.用壓縮空氣將密閉容器中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附

圖所示。輸送量為2m3/h,輸送管路為037X3.5mm的無縫鋼管。

兩槽中液位恒定。設管路的總壓頭損失為1m（不包括出口），硫酸

的密度為1830kg/m\試計算壓縮空氣的壓力。

解：以容器中液面為1-11面,管出口內(nèi)側為2-2'面，且以

題15附圖

i-r面為基準，在IT'?2-2’間列柏努力方程：

&_+_L

Pg2g

簡化:

1

Pl—it：+

pg2g

甘山匕2/3600crcv，

其111:〃2=——:-=-----------=0.786m/s

兀120.785x0.032

4

代入：Pi=pg(丁"；+0+X'/)

2g

1830x9.81x(---x0.7862+12+1)

2x9.81

=234kPa(表壓)

16.某一高位槽供水系統(tǒng)如附圖所示，管子規(guī)格為045X2.5mm。當閥門全關時，壓力表的讀

數(shù)為78kPa。當閥門全開時，壓力表的讀數(shù)為75kPa,且此時水槽液面至壓力表處的能量損失可以

表示為=u2J/kg(〃為水在管內(nèi)的流速)。試求:

(1)高位槽的液面高度；

(2)閥門全開時水在管內(nèi)的流量(m3/h)。

解：(1)閥門全關,水靜止

P=Pgh

,p78xl03

h=——=____=7.95m

pg103X9.81

(2)閥門全開:

在水槽IT'面與壓力表2-2'面間列柏努力方程:

Zg+~+~Ul=Z2g+~+~U2+ZWf

tp2p2

簡化：Zig=正

P2-

75xl()3i2

7.95x9.81=--------F-Uj,2

100022+〃2

解之：u2-1.412m/s

22_33

流量：Vs=^du2=0.785x0.04x1.412=1.773xlOm/s

6.38m?/h

17.用泵將常壓貯槽中的稀堿液送至蒸發(fā)器中濃縮，如附圖所示。泵進口管為089X3.5mm,

堿液在其中的流速為L5m/s：泵出口管為076X3mm。貯槽中

堿液的液面距蒸發(fā)器入口處的垂直距離為7m。堿液在管路中-

的能量損失為40J/kg（不包括出口）蒸發(fā)器內(nèi)堿液蒸發(fā)壓力保S

持在20kPa（表壓），堿液的密度為1100kg/m）設泵的效率為_

58%,試求該泵的軸功率。

解：取貯槽液面為1-1截面，蒸發(fā)器進料口管內(nèi)側為2-2

截面，且以1-1截面為基準面。

在1-1與2-2間列柏努利方程：

Z]g+且++憶=z2g+■^■+7"；+ZW/〈a）

p2p2

22

或W^iz^z^g+^u.-Ul）+^^-+^Wf

2P

其中：zi=0：p）=0（表壓）；“產(chǎn)0

Z2=7m；02=20X1（）3Pa（表壓）

已知泵入口管的尺寸及堿液流速，可根據(jù)連續(xù)性方程計算泵出口管中堿液的流速：

”=w（"尸=1.5（名尸=2.06m/s

2K

d270

P=1100kg/m3,￡Wf=40J/kg

將以上各值代入（b）式，可求得輸送堿液所需的外加能量

120x103

IV=7x9.81+-x2.062+———+40=129J/kg

°21100

堿液的質(zhì)量流量

2

ms^-d^u2p=0.785x0.07x2.06x1100=8.72kg/s

泵的有效功率

N?e=吃e%s=129x8.72=1125W=1.125kW

泵的效率為58%,則泵的軸功率

"=9=1.94

NkW

T]0.58

18.如附圖所示，水以15m3/h的流量在傾斜管中流過，管內(nèi)徑由100mm縮小到50mm。4、B

兩點的垂直距離為0.1m。在兩點間連接一U形壓差計，指示劑為四氯化碳，其密度為1590kg/nA

若忽略流動阻力，試求：

(1)U形管中兩側的指示劑液面哪側高，相差多少mm?

(2)若保持流量及其他條件不變，而將管路改為水平放置，則壓差計的讀數(shù)有何變化?

解：在1-1與2-2截面間列柏努利方程

Z]g+—+—M,2=Z2g+—+—M2+E%

p2p2

甘k15/3600,

其中：Wi=-----------=--------------=0.531m/s

0.785d：0.785x0.12

/15/360()

ll2=2.123m/s

0.785崎0.785x0.052

題18附圖

z2-=0.ImYWf-0

—二Q「w狗一哈(1)

=0.1x9.81+0.5x(2.1232-0.5312)=3.093

由靜力學基本方程：

R

(Pi+)-(P2+=(A)-P)8⑵

r,仙+PgZ])-(P2+P/2)(Pl-P2)+Pg(Zl-Z2)

A=---------------------=--------------------

(Po-p)g(Po-p)g

3.093x1000-1000x9.81x0.1…=

=------------------------------------=0.365m

(1590-1000)x9.81

故U形壓差計兩側為左低右高。

(2)當管路水平放置時:

由柏努利方程Pl----P-l=一〃；)

P2

由靜力學方程P「P2=Rg"LP)

pp

+Rg(A)一夕)1/22、

兩式聯(lián)“：-----------=—(〃，-%)

P2-

可見,流量不變時，叫,“2不變，即U形壓差計讀數(shù)不變。

19.附圖所示的是冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的密度為1100kg/n?,循環(huán)量為45m3/h。管路的內(nèi)

徑相同，鹽水從A流經(jīng)兩個換熱器至B的壓頭損失為9m,由8流至A的壓頭損失為12m,問:

(1)若泵的效率為70%,則泵的軸功率為多少？

(2)若A處壓力表的讀數(shù)為153kPa,則B處壓力表的讀數(shù)

為多少?

解：(1)對于循環(huán)系統(tǒng):

He=Zhf=9+12=21m

4

Ne=He-V(pg=21X^600X1100X9.81=2.83kW

Nona

軸功率:N=1=—=4.04kW

，70.7

(2)A-8列柏努力方程:

區(qū)-+——+Z4=+--UB+ZB+ZhfAB

Pg2gpg2g

簡化：=+

pgPg

153x1()3=PB+1100X9.81X(7+9)

PB=T9656Pt,(表)

...6處真空度為19656Pa。

20.用離心泵將20C水從貯槽送至水洗塔頂部，槽內(nèi)水位維持恒定。泵吸入與壓出管路直徑相

同，均為076X2.5mm。水流經(jīng)吸入與壓出管路（不包括噴頭）的能量損失分別為=2/及

ZW/2=I?！?？（J永g），式中，?為水在管內(nèi)的流速。在操作條件下，泵入口真空表的讀數(shù)為26.6kPa,

噴頭處的壓力為98.IkPa（表壓）。試求泵的有效功率。

解：以水槽液面為1T截面，泵入口處為2-2截面，且以

1-1面為基準面。在兩截面間列柏努利方程

Z|g+△+=z2g+—+^nl+Z%i

p2p2

簡化為z2g+—+zw門=。

P2

Hn1cno126.6x1012c2八

即1.5x9.81-----------1—+2〃9—0

1000222

解得u2=2.18m/s

在水槽1-1截面與噴頭處3-3截面間列柏努利方程

Z|g+以++We=Qg+莊++ZW/

p2p2

簡化為w=Z3g+P±+Luj+xWi.

P2

即％=Z3g+￡l+L《+2/+10〃2=z3g+￡l+i2.5〃；

P2p

其中u==u2=2.18m/s

則W,=14X9.81+98lxl0--+12.5X2.182=294.8J/kg

e1000

22

水的流量：ms=Vsp=^dup=0.785x0.071x2.18x1000=8.63kg/s

泵有效功率此=msWe=8.63x294.8=2544W=2.544kW

21.25℃水以35m'/h的流量在O76X3mm的管道中流動，試判斷水在管內(nèi)的流動類型。

解：查附錄25?水物性:

p=996.95kg/m3,〃=0.903cP

35/

/3600

“0.785J20.785x0.072=2.53m/s

Re二等J。70M6常"3叫Mo。

為湍流

22.運動黏度為3.2Xl()7m2/s的有機液體在O76X3.5mm的管內(nèi)流動，試確定保持管內(nèi)層流

流動的最大流量。

解：%=也=也=2000

PV

2000v2000x3.2xlQ-5

,,"max=0.927m/s

d0.069

?'maxJ:.=0.785x0.0692x0.927=3.46x10-3m3/s

maxmax

=12.46m3/h

23.計算10℃水以2.7X103m3/s的流量流過。57X3.5mm、長20m水平鋼管的能量損失、壓頭

損失及壓力損失。（設管壁的粗糙度為0.5mm）

匕2.7x10"

解：u=-----———=---------------=1.376m/s

0.785（/20.785x0.052

10℃水物性：

3-3

p=999.7kg/m,//=1.305xl0pa-s

Ddup0.05x999.7x1.376

Re=--=527x1q4

P1.305x10-3

8_0.5

0.01

50

查得2=0.041

ZWf=A,,J=0.041x—x1376-=15.53J/kg

fd20.052

Ehf=EWy/g=1.583m

\Pf=Z%"=15525匕

24.如附圖所示，水從高位槽流向低位貯槽，管路系統(tǒng)中有兩個90°標準彎頭及一個截止閥,

管內(nèi)徑為100mm,管長為20m。設摩擦系數(shù)丸=0.03,試求:

（1）截止閥全開時水的流量；

（2）將閥門關小至半開，水流量減少的百分數(shù)。

解：如圖取高位槽中液面為1-1'面，低位貯槽液面為2-2'截面，且以2-2'面為基準面。在

1-1'與2-2'截面間列柏努利方程：

12p12?+立+ZW

Z[g+]”|+Z2g+萬“

pP

其中：zi=4；u產(chǎn)0；pi=0（表壓）;

Z2=0；見心。；P2=0（表壓）

簡化得Z|g=2W

題24附圖

各管件的周部阻力系數(shù):

進口突然縮小4=0.5

90°標準彎頭2個7=0.75x2=1.5

截止閥（全開）?=6.0

出口突然擴大7=1.0

紜=0.5+1.5+6.0+1.0=9.0

Z%=(z?+引/=(9.0+0.03x尚上=7.5M2

4x9.81=7.5u2

u=2.29m/s

2233

水流量Vs=^（/?=0.785x0.1x2.29=0.018m/s=64.8m/h

（2）截止閥關小至半開時：

截止閥半開的局部阻力系數(shù)r=9.5

此時總阻力

=,+用\=（12.5+0.03'制\=9.25“2

閥門關小后，局部阻力發(fā)生變化，但由于高位槽高度號不變，所以管路總阻力不變，即

Z%=ZW/

7.5/=9.25“2

生二巴戶=0.9

VsuV9.25

即流量減少10%。

25.如附圖所示，用泵將貯槽中20℃的水以40n?/h的流量輸送至高位槽。兩槽的液位恒定，且

相差20m,輸送管內(nèi)徑為100mm,管子總長為80m（包括所有局部阻力的當量長度）。試計算泵所

需的有效功率。（設管壁的粗糙度為0.2mm）

,,40/

解：?=—=—3600,=1.415m/s

為20.785x0.12

4

20℃水物性：p=998.2kg/m3,/=1.005cP

&=如=￡11r221^5405x105

N1.005x10-3

根據(jù)e/d=0.2/100=0.002,查得據(jù)=0.025

題25附圖

在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程：

簡化：We=z2g+

B./+ZL?2nnnc801.415?

而：ZW,二九--------=0.025x—x------=20.0J/kg

7d20.12

/.We=20x9.81+20.0=216.2J/kg

”=匕.p=4%“1nx998.2=11.09kg/s

ssl/3600匕

Ne=We-ms=216.2x11.09=2398W?2.40kW

26.有一等徑管路如圖所示，從A至8的總能量損失為EW/。

若壓差計的讀數(shù)為凡指示液的密度為2°,管路中流體的密度為

p,試推導ZW/的計算式。

題26附圖

解：在48截面間列柏努利方程，有

+M

2g+—4A=ZBg+—+^-?B+ZW/

P2p2

等徑直管，故上式簡化為

ZAg+—=ZBg+—+l.Wf

pp

^Wf~Z）g+―—―（1）

Bp

對于U形壓差計，由靜力學方程得

PA+Z-=PB+（ZB-R）pg+RPog

（PA-PB）+（ZA-zB）pg^/?（PO-P）g⑵

⑴、（2）聯(lián)立，得

p

27.求常壓下35℃的空氣以12m/s的速度流經(jīng)120m長的水平通風管的能量損失和壓力損失。

管道截面為長方形，長為300mm,寬為200mm。設s/d=0.0005)

解：當量直徑:

「4ab2ab2x0.3x0.2

de=-------=0.24m

2（a+h）a+h0.3+0.2

36

35℃空氣物性：p=1.1465kg/m,//=18.85xl0-pa-s

R-=叫"…5

由%=0.0005渣得2=0.019

?z[oni。n

:.XW=X——=0.019x—X—=684J/kg

sf

de20.242

\Pf=T.Wf-p=684x1.1465=784.2Pa

28.如附圖所示，密度為800kg/m\黏度為1.5mPa”的

液體，由敞口高位槽經(jīng)0114X4mm的鋼管流入一密閉容器

中，其壓力為O.I6MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管

內(nèi)的流速為管路中閘閥為半開，管壁的相對粗糙度

E/d=0.002,試計算兩槽液面的垂直距離Az。

解：在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方程：

+u

qg+乙+=z2g—+—2+Z%

P2p2

簡化：Azg=—+

P

Re=^p=0.106x800x1.5=848x1q4

〃ISxIO'

由%=0.002,查得;I=0.026

管路中：進口4=0.5

90℃彎頭=0.752個

半開閘閥J=4.5

出口q=1

Z匕=(/+ZJ)以=(0.026x30+160+0.5+2x0.75+4.5+l)x—

fd20.1062

=60.87J/kg

Az=(互+ZW,)/g=(。黑0+60.87)/9.81=26.6m

29.從設備排出的廢氣在放空前通過一個洗滌塔，以除去其中的有害物質(zhì)，流程如附圖所示。

氣體流量為3600m3/h,廢氣的物理性質(zhì)與50℃的空氣相近，在鼓風機吸入管路上裝有U形壓差計，

指示液為水，其讀數(shù)為60mm。輸氣管與放空管的內(nèi)徑均為250mm,管長與管件、閥門的當量長度

之和為55m（不包括進、出塔及管出口阻力），放空口與鼓風機進口管水平面的垂直距離為15m,已

估計氣體通過洗滌塔填料層的壓力降為2.45kPa?管壁的絕對粗糙度取為0.15mm,大氣壓力為101.3

kPa。試求鼓風機的有效功率。

解：以吸入管測壓處為『1’面,洗滌塔管出口內(nèi)側為2-2'面,

列柏努力方程：

Z]g+—+^-?!2+此=Z2g+ZW/

p2p2

簡化：&+叱=z,g+Zw,.

p

其中：pi=pH,ogR=1000x9.81x0.06=588.6pa

3600/

/36(X)

------9=20.38m/s

0.785x</20.785x0.252

3-6

50℃空氣物性：p=1.093kg/m,//=19.6xl0p;1-s

出=處=經(jīng)絲峭2=2.84x12

M19.6x10-6

又3=些=Q0006

d250

查得2=0.018

2叼=+品+。居+皿偌

邪

=(丸

P

5520.38?2.45xlQ3

(0.018x+1.5)x+

(12521.093

=3375J/kg

.'.We=z2g+YWf-pjp

=15x9.81+3375-588.6/1.093=2983.6J/kg

:.Ne=m-We=V-p-We=36。爆、八x1.093x2983.6=3.26kW

ss「/JoUU

30.密度為850kg/n?的溶液，在內(nèi)徑為0.1m的管路中流動。當流量為4.2x1。力/人時，溶液在

6m長的水平管段上產(chǎn)生450Pa的壓力損失，試求該溶液的黏度。

解：流速

%4.2x10-3

u=-------=----------=0.535m/s

0.785320.785x0.12

設液體在管內(nèi)為層流流動，則

32〃/〃

△Pf

d-

△Pfd"450x0.12八,—

黏度LI=——;------=------------=0.0438Pa?s

32lu32x6x0.535

n八dpu0.1x850x0.535〈八”/c八八八

校核Re：Re=上~=-------------=1038<2000

|i0.0438

流動為層流，以上計算正確。該液體的黏度為o.0438Pa，s。

31.黏度為30cP、密度為WOkg/n?的某油品自容器A流過內(nèi)徑40mm的管路進入容器8。兩

容器均為敞口，液面視為不變。管路中有一閥門，閥前管長50m,

閥后管長20m（均包括所有局部阻力的當量長度）。當閥門全關時，

閥前后的壓力表讀數(shù)分別為88.3kPa和44.2kPa。現(xiàn)將閥門打開至1/4

開度，閥門阻力的當量長度為30m。試求：

（1）管路中油品的流量；

（2）定性分析閥前、閥后壓力表讀數(shù)的變化。

解：（1）閥關閉時流體靜止，由靜力學基本方程可得：

pg900x9.81

區(qū)q=44.2x1037由

pg900x9.81

當閥打開1/4開度時，在A與3截面間列柏努利方程:

2

ZAg+—UA+-=ZBg+L/J++ZWy

A2p2pf

其中：PA=PB=°(表壓)，uA=uB=0

則有(“-.)g=2%=2/+，一(a)

a2

由于該油品的黏度較大，可設其流動為層流，則