化学工程基础习题答案(武汉大学__第二版)

化学

第二章．P69 1.解：Pvac Po P绝

即13.3 10 3Pa 98.7 10 3 Po P绝

P绝 85.4 10 3Pa

Pa P Po

85.4 10 3Pa 98.7 10 3Pa 13.3 10Pa

3

2.解：

de 4 (d1 d2) 70 d1 d2d12

2d2

3.解：对于稳定流态的流体通过圆形管道，有

u2

1

2d 1

d 22

2

若将直径减小一半，即d 1

u2

1

4

d 2

即液体的流速为原流速的4倍.

4.解：

Lu2

Hf

d2g

L1u12

Hf1 1

d12g

Hf2

L2u22

2

d22gL2u22 2

d22g

L1u12 1 d12g

64 du

Hf2Hf1

u2 4u1,L1 L2,d1 2d2

64 L2u22

du d22g 22

64 L1u12

d1u1 d12g64 L2u22

d2u2 d22g

(u2)2

L64

1 2g2d2u2 2d24

1 2 2164 16

Hf2Hf1

Hf2Hf1

Hf2Hf1

Hf2 16Hf1

即产生的能量损失为原来的16倍。

6.解：1）雷诺数Re

ud

其中 1000kg m 3，u 1.0m s 1

d 25mm 25 10 3m

1cp 10 3Ps s

故Re

ud

1000 1.0 25 10 3

3

10

25000

故为湍流。

2）要使管中水层流，则Re 2000

1000 25 10 3m u

即Re 2000 3

10

解得u 0.08m s 1

7.解：取高位水槽液面为1-1′， A-A′截面为2-2′截面，由伯努利方程

22

p1u1p2u1

z1 z2 Hf g2g g2g

其中z1 10m,z2 2m;

p1 p2;u1 0;Hf

h

g

f

2

u216.15u2

则10 2 2 9.89.8

解得

1）A-A′截面处流量u u2

u 2.17m s 1

2）qv Au

其中A d2 3.14 (100 10 3)2

7.85 10 3m2 u 2.17m s 1

1414

qv 7.85 10 3 2.17 3600 61.32m

3

8.解：对1-1′截面和2-2′截面，由伯努利方程得

22

p1u1p2u1

z1 z2 g2g g2g

其中z1 z2,p1 1mHO gh1

2

u1 0.5m s 1,p1 gh2

d120.2

u2 2u1 ()2 0.5 2.0m s 1

d20.1

0.5222

h 0.19m

2 9.82 9.8

15.解：选取贮槽液面为1-1′截面，高位槽液面为2-2′截面，

由伯努利方程得

22

p1u1p2u1

z1 He z2 Hf g2g g2g

其中：z1 2m,z2 10m;u1 u2 0

p1 pvac 100mmHg

13.6 103 9.8 0.1 13332.2pa p2 0

2

13332.219.61000

He 10 ( 4 ) g9.8980

19.613332.2

He 12.08 14.08 1.388 15.468

9.8980 g

P

He qV

102

15.468 2

(53 10 3)2 980102

0.655kw

17.解：取水池液面为1-1′截面，高位截面为2-2′截面，

由伯努利方程得

22

p1u1p2u1

z1 He z2 Hf g2g g2g

其中：z1 0,z1 50m;p1 p2 0

H

f

He 50 P

20

52.05 9.8

He qV 52.05 36 1000

8.05kw 102 102 0.6 3600

19.解：取贮槽液面为1-1′截面，

蒸发器内管路出口为2-2′截面， 由伯努利方程得

22p1u1p2u1

z1 He z2 Hf g2g g2g

其中，z1 0,z1 15m;

p1 0,

p2 200 10 3 13.6 103 9.8 26656pa Hf 12026656

He 15 24.97

9.89.8 1200

H q 24.97 20 1200P eV 1.632kw

102102 3600

20.解：1）取贮水池液面为1-1′截面，

出口管路压力表所在液面为2-2′截面， 由伯努利方程得

22p1u1p2u1

z1 He z2 Hf g2g g2g

其中，z1 0,z2 5.0m;

p1 0,p2 2.5kgf.cm 2

2.5 9.8

2.45 105pa 40.01

忽略出水管路水泵至压力表之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失主要为吸入管路的阻力损失：

H

f

36

2.2

u

3600 (76 10 3)2

2.45 1052.220.2

He 5.0

1000 9.82 9.89.8

5.0 25 0.25 0.02 30.27

P

He qV 30.27 36 1000

3.0kw 102102 3600

2）P

He qV 3.0 4.3kw 102 0.7

3）取贮槽液面为1-1′截面，

水泵吸入管路上真空表处液面为2-2′截面， 由伯努利方程得

22

p1u1p2u1

z1 z2 Hf g2g g2g

其中：z1 0,z2 4.8m;

p1 0,p2 ?

忽略进水管路水泵中真空表至水泵之间的阻力损失， 则：衡算系统的阻力损失为吸入管路的阻力损失：

H

f

2.220.2

p2 (4.8 ) 1000 9.8 49600pa

2 9.89.8

得真空表的读数为Pvac 49600Pa 23.解：1）取低位槽液面为1-1′截面

高位槽液面为2-2′截面 由伯努利方程得

22

p1u1p2u1

z1 He z2 Hf g2g g2g

其中，z1 0,z2 20m;p1 0,p2 0

Hf 5,He 20 5 25

w e 25 9.8 245J/kg

2）在管路A、B截面间列伯努利方程得：

2

pAu2puzA A zB B B Hf

g2g g2g

pApBLu2 zB zA g gd2gu2 2g

ppd

(A B zB zA)L g g

pA pB ( Hg H2O) gR H2O g 6pA pB( Hg H2O) R H2O 6

H2Og H2O

u 2.03m s 1

3）P

25 2.03

102

0.052 1000

0.976kw

4）根据静力学基本方程式：

pB H2Og(6 H) HggR' p0 pB HggR' p0 H2Og(6 H)

pA H2Ogh pB H2Og6 H2Og(h R) HggR pA pB H2Og6 H2OgR HggR pA HggR' p0 H2Og(6 H) H2Og6 H2OgR HggR

pA p0 HggR' H2OgH ( Hg H2O)gR [13.6 1.2 1 1 (13.6 1) 0.04] 9.8 1000 1.55 105pa

第三章 传热过程

p105 ex1解：

q

tt1 t41150 30

R1 2 3

1 2 31.070.1445

11201120

1243Wm2

0.187 0.714 0.00010.901

1120

R R0 3.73 C m2 W 1

(R R0)

q` 300

R0 3.73 0.901 2.83 C m2 W 1

ex2解：

(T1 T4)

i iA

(T1 T4)

i

2 rmL i

2 L(T1 T4)2 L(T1 T4)

i 1i11 lni 1

ii 1i iri

rlni 1

ri

L

2 (260 35)

ln ln ln

16200.2250.0755

2 3.14 2251413

0.0139 3.94 6.214

160.20.0071413

138.96W m 1

10.168

Ex4解：空气的定性温度T

220 180

200 C 2

200℃时空气的物性参数为： 0.746Kg/m3

3.91 10 2W m 1 K 1

4J K 1g C 2.6 10 5Pa s Cp 1.03K

u 15m s 1，

Re

du

Cp

0.025 4 15 5

2. …… 此处隐藏：4182字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……