管国峰版化工原理课后习题答案第三章

管国峰版化工原理课后习题答案,很全的奥

《第习题解答

1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。试证明： ①液面为旋转抛物面。 ②

。

③液相内某一点（r，z）的压强。式中ρ为液体密度。

解 题给条件下回旋液相内满足的一般式为

P gz

2

2

r

2

C

（常量）

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P0

p gz

2

2

r

2

p0

故回旋液体种，一般式为① ① 液面为P=P0的等压面

gz

2

2

r

2

0,Z

2

2g

r

2

，为旋转抛物面

H

2

②

2g

R

2

又

Rh0

2

2

r

Z2 rdr

g

2

r

rdr

3

R

4g

24

R

2

即：h0=4g∴H=2h0

③某一点（r,Z）的压强P:

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P P0 gh

2

2

r

2

P0 g(

r2g

22

Z)

2）直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少？

P gz

2

2

解

r

2

C

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0, P=P0 ,∴C=P0

p gz

2

2

r

2

p0

故回旋液体种，一般式为 B点：

Z=0,r=R=0.1m,

PB P0

2

2

R

2

10002

(

80060

2 ) 0.1 3.51 10Pa

224

C

点:Z=-0.4m,r=0.1m,

PC P0 gZ

2

2

r

2

1000 9.81 ( 0.4)

10002

(

80060

2 ) 0.1 3.90 10Pa

224

3）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。已知：塔顶压强为0.45at（表压），碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。②输送碱液所需有效功率，W。

WS gh

P2 P0

(

l led

1)

U2

2

解 ①

10

U

3600

2

J/Kg

4

1.41m/s

(0.050)

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Re

0.050 1.41 1200

2 10

3

4.23 10

4

d

0.2

50

4 10

3

,查得 0.031

0.45 9.81 10

1200

103600

4

∴

WS 9.81 10.5

(0.031

450.050

1)

1.412

2

168.5J/Kg

②

Ne VP

WS

1200 168.5 561.7W

4）在离心泵性能测定试验中，以2 泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。求泵的效率η。

He (Z2 Z1)

P2 P1

0.2

1.2 9.81 10

4

220 133.3

解

V

g1000 9.81

15.2m

8.79 10

3

4

d0C0

2

2( )gR

3

4

3

(0.035) 0.63

2

2(13.6 1) 9.81 0.85

1

3

m/s

3

Ne VPgH

e

8.79 10 10 9.81 15.2 1.31 10W

Ne

Nm

1.31

.92

68.200

时的“扬程～流量”数据如下：

5）IS65-40-200型离心泵在用该泵将低位槽的水输至高位槽。输水管终端高于高位槽水面。已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数。试用作图法求工作点流量。

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解

He H0

3'

管路特性曲线：将流量的单位改为

'

8 lvs2

gd

25

4.0

8 0.02 80

2

9.81 0.040

5

Vs 4.0 1.29 10Vs

26

m/h,以V表示以便同泵的特性曲

5

线一致，则

He 4.0 1.29 10(

'

V3600

) 4.0 0.0995V

：

22

"He~V"计算数据结果列于下表

由作图法得，工作点流量V=9.17m3/h 6）IS65-40-200型离心泵在

时的“扬程～流量”曲线可近似用

如下数学式表达：，

式中He为扬程，m，V为流量，m3/h。试按第5题的条件用计算法算出工作点的流量。

泵的特性曲线：管路特性曲线：

He 13.67 8.30 10He 4.0 0.0995V

'

2

3

V

2

'3

[解] 令He He,解得V 9.47m/h

7）某离心泵在时的“扬程～流量”关系可用

表示，式中He为扬程，m，V为流量，m3/h。现欲用此

型泵输水。已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.0m，管长50m（包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm，摩擦系数。

3

要求水流量15 m/h。试问：若采用单泵、二泵并连和二泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。

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[解] 管路特性曲线：

2

He 8.0

'

8 0.02 50

9..81 0.040

3

3

25

VS 8.0 8.07 10VS

252

8.0 0.0623V,m(单位：VS m/s,V m/h)①单泵： He 13.67 8.30 10 He 8.0 0.0623V

'

3

'

2 3

V

2

令He He解得 V 8.96m/h②二泵串联：

'

He，串 2(13.67 8.30 10

23

3

V

2

27.34 1.66 10

2

V

2

He 8.0 0.0623V

'

令He,串 He,解得V串 15.7m/h③二泵并联：

'

He,并 13.67 8.30 10

23

3

(V并/2） 13.67 2.075 10

2 3

V并

2

He 8.0 0.0623V

'

令He,并 He,解得V并 9.38m/h可见，只有二泵串联可

满足V 15m

3

/h的要求。

8）有两台相同的离心泵，单泵性能为，m，式中V的单位是m3/s。当两泵并联操作，可将6.5 l/s的水从低位槽输至高 …… 此处隐藏：7048字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……