化工原理課后答案-2023修改整理

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦化工原理課后答案第一章

3.答案：p=30.04kPa=0.296atm=3.06mH2O該壓力為表壓

常見錯誤：答成絕壓

5.答案：圖和推算過程略Δp=(ρHg-ρH2O)g(R1+R2)=228.4kPa

7.已知n=121d=0.02mu=9m/sT=313Kp=248.7×103PaM=29g/mol

答案：(1)ρ=pM/RT=2.77kg/m3

qm=qvρ=n0.785d2uρ=0.942kg/s(2)qv=n0.785d2u=0.343m3/s

(2)V0/V=(T0p)/(Tp0)=2.14qv0=2.14qv=0.734m3/s

常見錯誤：

（1）n沒有計入

（2）p0根據(jù)98.7×103pa計算

8.已知d1=0.05md2=0.068mqv=3.33×10-3m3/s

（1）qm1=qm2=qvρ=6.09kg/s

(2)u1=qv1/(0.785d12)=1.70m/s

u2=qv2/(0.785d22)=0.92m/s

(3)G1=qm1/(0.785d12)=3105kg/m2?s

G2=qm2/(0.785d22)=1679kg/m2?s

常見錯誤：直徑d算錯

9.圖略

qv=0.0167m3/sd1=0.2md2=0.1mu1=0.532m/su2=2.127m/s

(1)在A、B面之間立柏努利方程，得到pA-pB=7.02×103Pa

pA-pB=0.5gρH2O+(ρCCl4-ρH2O)gRR=0.343m

(2)在A、B面之間立柏努利方程，得到pA-pB=2.13×103Pa

pA-pB=(ρCCl4-ρH2O)gRR=0.343m

所以R沒有變化

12.圖略

取高位儲槽液面為1-1液面，管路出口為2-2截面，以出口為基準水平面

已知qv=0.00139m3/su1=0m/su2=1.626m/sp1=0(表壓)p2=9.807×103Pa(表壓)

在1-1面和2-2面之間立柏努利方程Δz=4.37m

注重：答題時出口側的挑選：

為了便于統(tǒng)一，建議挑選出口側為2-2面，u2為管路中流體的流速，不為0，壓力為出口容器的壓力，不是管路內流體壓力

13.已知qv=0.04m3/s處于湍流狀態(tài)，則Re>4000所以d<0.039m

14.答案：16倍

17.答案：

第一種：(1)選ε=0.2mm，ε/d=0.002Re=99.5×103查Moody圖，得λ=0.025

Δpf=49.64kPaHf=4.60m

(2)ε增大10倍ε′==2mm，ε′=/d=0.02Re不變，查Moody圖，得λ′==0.048

Δpf′=95.31kPa（Δpf′-Δpf）/Δpf=92%壓力損失增強了92%

其次種：(1)選ε=0.046mm，ε/d=0.00046Re=99.5×103查Moody圖，得λ=0.021

Δpf=41.6kPaHf=3.86m

(2)ε增大10倍ε=0.46mm，ε/d=0.0046Re不變，查Moody圖，得λ=0.031

Δpf=62.8kPa增強了51%

錯誤：計算λ用柏拉休斯公式，計算λ′利用Moody圖，這樣互相之間的偏差比較大

18.答案

圖略取儲槽液面為1-1液面，反應器入口管為2-2截面，以儲槽面為基準水平面

已知：

在1-1面和2-2面之間立柏努利方程式H=Δz+Δ(u2)/(2g)+Δp/(ρg)+ΣHf=15.86m

其中ΣHf=（λl/d+Σζ）u2/2g=(0.035×45/0.081+0.5+1+8.25+2×0.17+3×0.75)0.0542/(2×9.8)計入了管路入口的驟然縮小以及出口驟然放大的阻力損失

P=Pe/η=Hqmg/0.65=79.62W

備注;如取ε=0.046mmP=79.5W

20題圖略

答案：

（1）C閥門打開，D閥門關閉

取H面為1-1面，C面為2-2面，并取C面為基準水平面

uAB/u2=dBC2/dAB2=0.372(1)

ΣHf=ΣHf，AB+ΣHBC(2)

其中

ΣHf，AB=[λAB(lAB+Σle,AB)/dAB+0.5]uAB2/2gζ=0.5：從水槽進入管入口（驟然縮?。┑木植孔枇ο禂?shù)

ΣHf，BC=[λBC(lBC+Σle,BC)/dBC+1.0]u22/2gζ=1.0：管出口（驟然放大）的局部阻力系數(shù)

由方程（1）（2）聯(lián)立，得ΣHf=0.953u22

在1-1面和2-2面之間立柏努利方程

10=u22/(2g)+ΣHf=u22/(2g)+0.953u22

得出：u2=3.16m/s

uAB=1.17m/s流量qV=1.55×10-3m3/s

（2）C,D閥門全開

在H面和B面之間立柏努利方程

10=6+uB2/2g+pB/ρg+ΣHf,HB=6+uB2/2g+pB/ρg+(0.5+λlAB/dAB)uAB2/2gζ=0.5：從水槽進入管入口（驟然縮?。┑木植孔枇ο禂?shù)

4=5.89uB2/2g+pB/ρg(1)

在B面和C面之間立柏努利方程

HB=HC+ΣHf,BC

6+uB2/2g+pB/ρg=uC2/2g+(1.0+λlBC/dBC)uC2/2gζ=1.0：管出口（驟然放大）的局部阻力系數(shù)(2)

在B面和D面之間立柏努利方程

HB=HD+ΣHf,BD

6+uB2/2g+pB/ρg=uD2/2g+(1.0+λlBD/dBD)uD2/2gζ=1.0：管出口（驟然放大）的局部阻力系數(shù)(3)

另外，qvB=qVc+qvD

uB=0.372(uC+uD)(4)

方程(1)(2)(3)(4)聯(lián)立，解得

uB=2.03m/s

uC=3.04m/sqVc=1.49×10-3m3/s

uD=2.43m/sqVD=1.19×10-3m3/s

總流量qV=2.68×10-3m3/s

常見錯誤:

（1）AB和BC段根據(jù)同一個流量計算；

（2）C和D總流量加和為B流量；

22．圖略

答案：

已知qV=0.00417m3/sd=0.05mε=0.3mmu=2.12m/s

（1）求H

取高位槽液面為1-1面，出口C面為2-2面，并取為水平基準面，之間立柏努利方程

H=u22/2g+[0.5+Σζ+λΣl/d]u2/2g

=7.95mζ=0.5：從水槽進入管入口（驟然縮?。┑木植孔枇ο禂?shù)

求pA

在高位槽液面（1-1）面和A面之間立柏努利方程，并取A面為基準水平面

7.95=uA2/2g+[0.5+ζ+λl/d]uA2/2g+pA/ρg

pA=28.27kPa（表壓）

求pB

在高位槽液面（1-1）面和B面之間立柏努利方程，并取B面為基準水平面

7.95=uB2/2g+[0.5+Σζ+λl/d]uB2/2g+pB/ρgζ=0.5：從水槽進入管入口（驟然縮?。┑木植孔枇ο禂?shù)

pB=14.85kPa（表壓）

（1）閥門關小

求uC

在高位槽液面（1-1面）和C面之間立柏努利方程

7.95=uC2/2g+[0.5+1.0+Σζ+λΣl/d]uC2/2g（1）

用試差法，得λ=0.033

與假設臨近，所以取uC=1.79m/s

求pA

在A面和C面之間立柏努利方程

uA2/2g+pA/ρg=uC2/2g+[1.0+ζ+λl/d]uC2/2g

得pA=42.53kPa

求pB

在B面和C面之間立柏努利方程

ζ=0l=10mλ=0.033

uB2/2g+pB/ρg=uC2/2g+[1.0+ζ+λl/d]uC2/2g

得pB=10.55kPa

（3）從計算結果可以看出，閥門關小后，pA升高，pB下降

26題

答案：轉子的外形和大小不變，所以體積和截面積Vf、Af不變，排出因子CR不變刻度最大處對應的流量為流量計的最大流量

原最大流量為2500L/h

由轉子流量計體積計算式可得

由此得qv液=3325L/h

其次章

1.答案

解：管路特性曲線

H=Δz+Δp/ρg+Δ(u2)/2g+ΣHf=11.12+2.8×104qV2

由離心泵特性曲線數(shù)據(jù)作圖（略），與管路特性曲線交點為工作點

H=33.1m

qv=0.028m3/s

Pe=9092W

3.答案：

（1）取u=2.0m/sd=0.0665m,取

73×3mm管實際d=0.068m，實際u=1.97m/s

(2)Re=1.3×105ε/d=0.001