化工原理第一章习题

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1、v5、已知：流量300l/min、ΔZ=10m,p=0,吸人管:Φ89×4mm、L=15m，一个底阀、一个弯头,排出管：Φ57×3.5mm、vL=50m，一个闸阀、一个截止阀、三个弯头.求泵的轴功率N=?(效率为70%)p1=p2=0，u1=u2=0;We=9.81×10+∑hf吸人管：∑Le=6.3+7.2m,ζc=0.5,u=0.97m/s,Re=106000,ε/d=0.0037,λ=0.029∑hf=4.28J/Kg排出管：∑Le=0.33+17+3×1.6=22.13m,ζe=1.0,u=2.55m/s

2、,Re=173000,ε/d=0.006,λ=0.0313∑hf=150J/Kg总∑hf=吸人管∑hf+排出管∑hf=154.3J/Kg;We=252.4J/KgWs=4,4Kg/s,Ne=1110.6W=1.11KW,N=1.11/0.7=1.59K6、已知：d=200mm,入口底阀hf’=10(u2/2),pB=350mmHg(真)，hfA-B=0.1(u2/2)。试求(1)、qv=?(2)、PA=?解:(1)由水池水面到B截面列柏努利方程：PB=－350×133.3=-46655Pa(表)0=3×9.81＋

3、u2/2-46655/1000+0.1u2/2+10u2/2解得：u=1.76m/s;V=198m3/h(2)由A到B列柏努利方程:PA//1000=5×9.81＋－46655/1000+0.1×1.762/2PA=2550Pa7、温度为20℃的空气在直径为2.5cm的管道中流动。在距管壁1mm处空气流速为3cm/s，试求：(1)管壁处的切应力；(2)单位管长的粘性阻力。已知：d＝2.5cm，u＝3cm/s，δ＝1mm，μ＝18.08×10－6Pa·s。解析：根据牛顿内摩擦定律，得管壁处的切应力为单位管长的粘性阻

4、力为8、有一块30×40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·s，求平板所受的阻力。已知：A＝30×40cm2，u＝10cm/s，δ＝10mm，μ＝0.102Pa·s。解析：根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为9、容器中空气的绝对压力为pB＝93.2kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa。试求玻璃管中水银柱上升的高度hv。已知：pB=93.2kPa，pa=98.1kPa。解析：依据题意列静力学方程，得所以10、蒸气管道的干管直径d

5、1＝50mm，截面平均流速u1＝25m/s，密度ρ1＝2.62kg/m3，蒸气分别由两支管流出，支管直径d2＝45mm，d3＝40mm，出口处蒸气密度分别为ρ2＝2.24kg/m3，ρ3＝2.30kg/m3，求保证两支管质量流量相等的出口流速u2和u3。已知：d1=50mm，d2=45mm，d3=40mm，u1=25m/s，ρ1=2.62kg/m3，ρ2=2.24kg/m3，ρ3=2.30kg/m3，M2=M3。解析：根据已知条件列连续性方程，①②将②式代入①式，得③则代入②式，得11、由水库引水，先用长＝25m

6、，直径d1＝75mm的管道将水引至贮水池中，再由长＝150m，直径d2＝50mm的管道将水引至用水点。已知水头H＝8m，沿程阻力系数λ1＝λ2＝0.03，阀门局部阻力系数Kv＝3，试求：(1)流量Q和水面高差h；(2)绘总压头线和测压管压头线。已知：=25m，d1=75mm，=150m，d2=50mm，H=8m，λ1=λ2=0.03，Kv=3，Ke=0.5，Ko=1.0。解析：(1)各管段阻抗分别为总阻抗列水库水面至用水点之间的伯努利方程，基准面取在出水口处，得则(2)列水库水面至贮水池水面之间的伯努利方程，基准

7、面取在贮水池水面上，得(3)各管段流速分别为，则各点局部压头损失分别为各管段沿程阻力分别为根据以上数据，计算出各节点的总压头和测压管压头值，即可绘出总压头线和测压管压头线。12、水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm，长度为6m，水位H＝13m，沿程阻力系数λ＝0.02，试求流量及管壁切应力τ0。已知：d=25mm，=6m，H=13m，λ=0.02，K1=0.5，K2=1.0。解析：(1)列水箱水面至管道出口的伯努利方程，得则所以(2)因为由，可得管壁切应力为13、水由图中的喷口流出，喷口直径d＝75mm，

8、不计损失，计算H值(以m计)和p值(以kN/m2计)。已知：d1=125mm，d2=100mm，d3=75mm，Δh=175mm，解析：(1)列1-1截面至2-2截面间的伯努利方程，基准面取在2-2截面所在的水平面上，列1-1与2-2截面间U型管的静力学方程简化上式，并代入伯努利方程，得①列1-1截面至2-2截面间的连续性方程或写成②将②式代入①式，整理后得(2)列2-2