化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动
二、本章思考题
1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？
1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？
1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？
1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？
1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？
1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？
1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f
h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的
f
h 与2
u 成正比？光
滑管流动时的摩擦损失
f
h 与u 的几次方成正比？
1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题
例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。
解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出
排放量。
首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应
下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。
故当
1-1附图
压差计中油面下移h 后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h ，而左侧水银面必上升h ，故压差计中指示剂读数变为（R-2h ），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-H-h ）。
当压差计中油面下移h 后，选左侧支管油与水银交界面为参考面m ，再在右侧支管上找出等压面n （图中未画出m 及n 面），该两面上的表压强分别为：
g
h H H p m 01)(ρ--= （
0ρ为油品密度）
g
h R g h p Hg n ρρ)2(101-+=
因
n
m p p =，由上二式得：
g
h H H 01)(ρ--=
g
h R g h Hg ρρ)2(101-+ （1）
上式中第一项
g
R g h g H Hg ρρρ10101+= （2）
将式（2）代入（1），并整理得：
0)2(ρρρ-=
Hg h H
取
3
/13600m kg Hg =ρ，将已知值代入上式： m
H 8767.0900)
900136002(03.0=-?=
即压差计右侧支管油面下移30mm ，槽内液面下降0.8767m ，油品排放量为： kg
H D 55749008767.034
4
202=???=
πρπ
例1-2 直径D 为3m 的贮水槽下部与直径
d 为40mm 的水平输送管相连。管路上装有一个闸阀，
闸阀上游设有水银液柱压差计，开口管水银面上方有一段'R 为20mm 的清水。当阀门全关时，压差计上读数R 为740mm ，左侧指示剂液面与水管中心线间的垂直距离h 为1m 。当阀门全开时，不包括管子出口损失的系统阻力用经验公式
2
40u h f =∑计算。式中
f
h ∑为流动系数的总摩擦阻力，
J/kg ，u 为水在管路中的流速，m/s 。试求将水放出24m3需经历若干时间。 解： 根据题意画出如附图所示的流程图。
由题意知流动过程中槽内水面不断下降，故本题属于不可压缩流体作非定态流动系统。液面高度随流动时间增加而逐渐降低，管中水的流速随液面下降而逐渐减小。在微分时间内列全系统的物料衡算，可求得液体高度随时间变化的微分关系，再列
瞬间的柏努利方程式可以获得液体在输送管内流速随液面高度的变化关系。联立微分式和瞬间的柏努利式即可求出排水时间。
以水平管的中心线为基准面，另初始液面与基准面间的垂直距离为H 1，放出24m 3水后的最终液面与基准面间的垂直距离为H 2（图中未画出）。用静力学基本方程式先求出H 1，再用贮槽体积、直径、液体深度间的关系求出H 2。当阀门全关时，压差计读数R=0.74m ，按常规的方法在压差计上确定等压参考面，可得：
g R h R g h H Hg O H O H ρρρ+=+22')(1 取g O H 2ρ=1000kg/m 3、Hg ρ=13600 kg/m 3，故： （H 1+1）×1000=0.02×1000+0.74×13600 解得 H 1=9.084m 放出24m 3水后液面高度为： m H 687.5)3(4
24
084.92
2=-
=π
实际上本题是计算贮槽液面由9.084m 降到5.687m 所需时间。设θd 秒内液面下降高度为dH ，管中瞬间流速为u ，在θd 时间内列全系统水的体积衡算：
A dV d V d V +=θθ01
式中 1V ——水的瞬间加入量，m 3/s ； 0V ——水的瞬间排出量，m 3/s ；
A dV ——θd 时间内，水在槽中的积累量，m 3。 式中各项为： 1V =0 0V =
u d 2
04
π
dH D ud d Vd A 22
04
4
π
θπ
+
=
整理得 u
dH
d D d 20)(
-=θ （1） 上式中瞬间液面高度H 与瞬间速度u 的关系可通过列瞬间柏努利式求得。在瞬间液面'11-（图中未画出）及管出口内侧截面'22-间列瞬间柏努利方程式，以水平管中心线为基准面：
21,2
2222
11
12
2-∑+++=++f h u
p gz u p gz ρρ
式中 H z =1 02=z
01=p （表压） 02=p （表压） 01≈u u u =2（瞬间速度） 221,40u h f =∑-
∴ 22
402
81.9u u H += 或 H u 4922
.0= （2）
将式（2）代入式（1）： H
dH
d D d 4922.0)(20-=θ 或 H
dH H dH d 114304922.0)04.03(
2-=-=θ 积分上式的边界条件为：
01=θ m H 084.91= s 22θθ= m H 687.52= ∴ ??-==22
1
211430
θθθH H H
dH d
084
.9687.52112)(211430==-?=H H H H )687.5084.9(211430-?= h s 414380≈= 例1-3 流体在管内的汽化 用虹吸管将水从水池中吸出，水池 液面与虹吸管出口的垂直距离m z 5=， 管路最高点与水面的垂直距离为2m ， 虹吸管出口流速及虹吸管最高点压强 各为多少？若将虹吸管延长，使池中 水面与出口的垂直距离增为m z 8'=， 出口流速有何变化？（水温为30℃， 大气压为101.3kPa ，水按理想流体处理）。 解：（1）由断面1-1、1-2之间的机械能守恒式得
m
h
1-3
附图
9.9581.9222=??==
gz u m/s
由断面1-1和C-C 之间的机械能守恒式，并考虑到2u u C =可得 )(2
2
z h g p u gh p p a C a C +-=-
-=ρρρ
=1.013×105-1000×9.81×7=3.27×104Pa
（2）虹吸管延长后，假定管内流体仍保持连续状态，由断面1-1和'2'2-之间的机械能守恒式得 '2'2gz u =
)'(2
''2
h z g p u gh p p a C a C +-=-
-=ρρρ
=1.013×105-1000×9.81×10=3.30×103Pa
因C p '小于水在30℃的饱和蒸汽压V p =4242Pa ，故在最高点C 附近将出现汽化现象。此时，C 点压强不再按机械能守恒式的规律变化，而保持为流体的饱和蒸汽压不变。因此，在断面1-1和'2'2-间，机械能守恒式不适用，算出的2'u 无效。但是，在断面1-1和C-C 之间，流体依然是连续的，C 点的流速可在断面1-1和C-C 之间列出机械能守恒式求出：
4.12)281.91000
4242
10013.1(2)(
2'5=?--?=--=g p p u V
a C ρρ
m/s
出口流速C u u ''2=。
例1-4 阻力损失与势能的消耗
高位槽水面距管路出口的垂直距离保持为5m 不变，水面上方的压强为4.095×104Pa （表压），管路直径为20mm ，长度为24m （包括管件的当量长度），阻力系数为0.02，管路中装球心阀一个，试求：（1）当阀门全开（4.6=ξ）时，管路的阻力损失为多少？阻力损失为出口动能的多少倍？
（2）假定λ数值不变，当阀门关小（20=ξ）时，管路的出口动能和阻力损失有何变化？ 解：（1）在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式
f h u p gz u p gz ∑+++=++2
22
222211
1ρρ
)()(2
21
1ρ
ρ
ρ
ψ
p gz p gz +
-+
=?
f h u u ∑+-=2
2
1
2
2
若取大气压强和管出口高度为基准，并忽略容器内的流速（即01=u ），则
2
)(22
2220
u d l
u p gH ξλρρ++=+=?ψ
kg J d l p gH u /1.34
.602
.02402.01100010905.4581.912
4
2
2=+?+???=+++=ξλρ Kg J u d l
h f /951.3)4.624(2
)(2
2=?+=+=∑ξλ
或 kg J u h f /951.3)81.951000
10905.4(24
2
2=-?+?=-?ψ
=∑ρ
4.304.602
.02402.02
2
2
=+?=+=∑ξλ
d l u h f （倍） 此结果表明，实际流体在管内流动时，阻力损失和动能的增加是造成流体势能减少的两个原因。但对于通常管路，动能增加是一个可以忽略的小量，而阻力损失是使势能减小的主要原因。换言之，阻力损失所消耗的能量是由势能提供的。
（2）当20'=ξ时
kg J d l p gH u /2.220
02
.02402.01100010905.4581.9'12
'4
2
2+?+?+?=+++=ξλρ kg J u h f /9.952.2)1000
10905.4581.9(2''4
2
2=-?+?=-?ψ
=∑ρ
与（1）比较，当阀门关小时，出口动能减少而阻力损失略有增加，但是，绝不可因此而误解为阻力所消耗的能量是由动能提供的。实际上，动能的增加和阻力损失皆由势能提供，当阀门关小时，由于损失的能量增加使得动能减少了。 例1-5 虹吸管顶部的最大安装高度
利用虹吸管将池中温度为90℃热水引出，两容器水面的垂直距离为2m ，管段AB 长5m ，管段BC 长10m （皆包括局部阻力的当量长度），管路直径为20mm ，直管阻力系数为0.02。若要保证管路不发生汽化现象，管路顶点的最大安装高度为多少？（已知90℃热水饱和蒸汽压为7.01×104Pa ）
解：在断面1-1和2-2之间列机械能横算式，可求得管内流速
s m d l gH u /62.102
.01502.0281.922=???==λ
设顶点压强V B p p =，在断面1-1和断面B-B 之间列机械能横算式，可求出B 点最大安装高 度为
g
u d l g p g p h AB V a 2)1(2max
λρρ+--= m 38.26
.1962.1)02.0502.01(100081.91001.733.102
4=??+-??-
= 虹吸管是实际工作中经常碰到的管道，为使吸液管正常工作，安装时必须注意两点：（1）虹吸管顶部的安装高度不宜过大；（2）在入口侧管路（图中AB 段）的阻力应尽可能小。 例1-6 使用同一水源各用户间的相互影响
从自来水总管引一支路AB 向居民楼供水，在端点B 分成两路各通向一楼和二楼。已知管段AB 、BC 和BD 的长度（包括管件的当量长度）各为100m 、10m 和20m ，管径皆为30mm ，直管阻力系数皆为0.03，两支路出口各安装球心阀。假设总管压力为3.43×105Pa （表压）试求：
（1）当一楼阀门全开（4.6=ξ），高度为5m 的二楼能否有水供应？此时管路AB 内的流量为多少？
（2）若将一楼阀门关小，使其流量减半，二楼最大流量为多少？
解：（1）首先判断二楼是否有水供应，为此，可假定支路BD 流量为零，并在断面A 和1-1之间列机械能衡算式
2
)(22
121u
d l l u p BC AB A
ξλρ+++=
s m d
l l p u BC AB A /42.214.603.010
10003.01000/1043.321
/251=+++???=+++=ξλρ
在断面A 与B 之间列机械能衡算式，得
2
1-5附图
总
管
8.481
.9242.2)103.010003.0(81.910001043.32)1(2
52
1=??+?-??=+-=g u d l g p g p AB A B λρρm ＜5m 此结果表明二楼无水供应。此时管路AB 内的流量为 s m u d q V /1071.142.203.0785.04
33212-?=??==
π
（2）设一楼流量减半时，二楼流量为2
V q 此时管段AB 内的流速为
21.110414.124)
2(42
22312
2+?=+=+
=
V V V
V q u d q d q q u ππ
管段BD 内的流速为 22
2
32
2
210414.103
.044V V V q q d
q u ?=?=
=
ππ
在断面A 与2-2之间列机械能衡算式
2
)(222
2222u
d l u d l u gz p BD AB A
ξλλρ∑++++=
2
)
21.110414.1(03.010003.0581.910001043.32352+???+?=?V q
+2
)10414.1()
14.603.020
03.0(2
232
V q ?++? 02.4421042.31055.222
52
8
=-?+?V V
q q
s m q V
/1007.810
55.222
.4421055.24)1042.3(1042.3348
82552
-?=?????+?+?-=
对于通常的分支管路，总管阻力既不可忽略也不占主导地位，此时，改变支路的数目或阻力，对总流量及各支路间流量的分配皆有影响。 例1-7 提高流量分配均匀性的代价
在相同的容器1、2内，各填充高度为1m 和8m 的固体颗粒，并以相同的管路并联组合，两支路的管长皆为5m ，管径皆为200mm ，直管阻力系数为0.02，每支管安装一闸门阀，容器1和2的局部阻力系数各为10和8。
已知管路的总流量为0.3m 3/s ，试求：
（1）当两阀门全开时，两支路的流量比和并联管路的阻力损失；
（2）当两阀门同时关小至20==D C ξξ时，两支路的流量比及并联管路的阻力损失有何变化？
解：由物料守恒关系求得
V q u d u d =+
22124
4
π
π
55.92
.01416.33
.0442
221=??==
+d q u u V π （1） 因并联管路阻力损失相等，由机械能衡算式得
C D d
l
d l
u u ξξλξξλ++++=122
2
21
（1）
当
两
阀
门
全
开
9.017
.0102.0/502.017.082.0/502.021=++?++?=u u （2） 由式（1）、式（2）得 s m u /03.59
.0155
.92=+=
s m u /52.403.555.91=-= 并联管路的阻力损失为
kg J h f /5.1092
03.5)17.082.0502.0(2
=++?=∑ （2）当两阀门同时关小
97.020
102.0/502.02082.0/502.021=++?++?=u u （3） 由式（1）、式（3）得 s m u /85.497
.0155
.92=+=
s m u /7.485.455.91=-= 并联管路的阻力损失为
kg J h f /2.3352
85.4)2082.0502.0(2
=++?=∑ 从此例可以看出，在不均匀并联管路中串联大阻力元件，可提高流量分配的均匀性，其代价仍然是能量的消耗。
1-7 附图
2
例1-8 倒U 形管压差计
水从倾斜直管中流过，在断面A 和B 之间接一空气压差计，其读数R=10mm ，两测压点垂直距离m z 3.0=?，试求： （1）A 、B 两点的压差等于多少？ （2）若采用密度为830kg/m 3的煤油 作指示液，压差计读数为多少？ （3）管路水平放置而流量不变，压差 计读数及两点的压差有何变化？
解：首先推导计算公式。因空气是静止的，故21p p =即
gR R h g p gh p B B A 1)(ρρρ---=- )(1ρρρρ-+-=-gR gh p gh p B B A A 在等式两边皆加以gH ρ
)()()(1ρρρρ-+-+=-+gR h H g p h H g p B B A A )()()(1ρρρρ-=+-+gR gz p gz p B B A A )(''1ρρ-=-gR p p B A （1）若忽略空气柱的重量，则
Pa gR p p B A 1.98100001.081.9)(''1=??=-=-ρρ
Pa z z g p p p p B A B A B A 3
1004.33.081.910001.98)(''?=??+=---=-ρ (2) 若采用煤油作指示液，压差计读数为 mm m g p p R B A 8.581088.5)
8301000(81.91
.98)(''21=?=-?=--=
-ρρ
（3） 若管路流量不变，''B A p p -不变，则压差计读数R 亦不变。又因管路水平放置，
0=-B A z z ，故
Pa p p p p B A B A 1.98''=-=-
普通U 形管压差计所用的指示液的密度大于被测流体的密度，若指示液的密度小于被测流体的密度，则必须采用倒U 形管压差计。最常用的倒U 形管压差计是以空气作为指示剂，称为空气压差计。
例1-9 管内流量与所需势能差的关系
1-8附图
（1）用压缩空气将密闭容器中的苯沿直径为50mm 的钢管送至某容器内，在某势能差下，10分钟可将容器内1.8m 3的苯排空。问欲将输送时间缩短一半，管路两端的势能差须增加多少倍？（已知苯的温度为20℃，管壁粗糙度为0.5mm ）。
（2）用压缩空气将容器中的甘油沿直径为10mm 的管道送至高位槽，甘油温度为60℃，管内流量为0.05×10-3m 3/s 。若将流量提高一倍，管道两端的势能差须增加多少倍？
解：（1）温度为20℃时苯的密度3
/884m kg =ρ，粘度s Pa ??=-3
1067.0μ，管内流速为
s m d V u /53.1600
05.014.38
.1460042
2=???=?=
π 则 531001.11067.053
.105.0884Re ?=???==
-μρdu 01.050
5
.0==d ε
由直管阻力系数线图可以确认管内流动已进入充分湍流区。输送时间减半，流速'u 增加一倍，直管阻力系数不变，故
4'2
)(2')('2222==∑+∑+=??u
u u d l u d l p p ρξλρξλ（倍） （2）温度为60℃时的甘油的密度3
/1260m kg =ρ，粘度s Pa ?=1.0μ，管内流速为
s m d q u V /64.001.014.3105442
5
2=???==
-π 则 20002.801
.064
.001.01260Re <=??==
μρdu 流量增加一倍，流速'u 增加一倍，但流动形态仍为层流，故
2'
'==??u
u p p （倍） 显然，在层流条件下，所需势能差与管内流速（或流量）成正比；而在湍流条件下，所需势能与流速（或流量）的平方成正比。
例1-10 无外加功简单输送管路计算问题的自由度
在附图所示的管路中，管长m l 20=，管径mm d 53=，管壁粗糙度mm 5.0=ε，高位槽液面距管路出口的垂直距离H=4m ，管路中有一个标准直角弯头，一个1/2开的闸门阀。已知水温为20℃，管内流速为0.5m/s ，高位槽液面上方压强为大气压，求流体在该管路中的阻力损失为多少？ 解：方法一：
20℃水的粘度 s Pa ??=-3
101μ
4
3
1065.210
15.0053.01000Re ?=???=
- 00943.053
5
.0==d ε
查得
038.0=λ
75.55.475.05.0=++=++=∑C B A ξξξξ
kg J u d l h f /5.22
5.0)75.5053.020038.0(2)
(2
2=?+?=∑+=∑ξλ 方法二：若取管路出口高度及大气压为基准，槽内每千克水的总机械能为
kg J gz p /2.39481.9'
=?==?ρ
此能量除极小部分转化为动能外，其余皆损失掉，即
kg J u p h f /1.392
5.02.392'
2
2-=-?=∑ρ 显然，两种方法所求出的结果是矛盾的。
对于无外加功简单输送管路的计算问题，只有以下三式可用： 物料衡算式 u d q V 24
π
=
机械能衡算式
2
)1(2
2
21
1u d l p gz p gz +∑+++=+ξλρρ 直管阻力系数计算式 ),(μ
ρελdu
d f = 三个方程只能联立求解三个未知数，其余变量必须给定。若给定独立变量数目少于方程式组的自由度（即方程式组所含变量数与方程式之差），问题无确定解；若给定独立变量数多于方程式自由度，必导致相互矛盾的计算结果。本例即属于后一种情况。按题目给定管路情况，管内流速必不为0.5m/s ，而由管路自身决定，应为1.95 m/s （参见例1-11）
1-10附图
例1-11 在一定势能差下管路输送能力的计算
在例1-10所示管路中输送温度为20℃的水，闸门阀1/2开（5.4=C ξ），管内流量为多少？若将阀门全开（17.0=C ξ），管内流量为多少？
解：当阀门1/2开时，假设管内流动已进入充分湍流区，由00943.053
5
.0==
d
ε
查得037.0=λ
在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式（参见例1-10附图），可得
s m d l gH u /95.15
.475.05.0053
.020037.014
81.9212=+++?+??=∑++=
ξλ
管内雷诺数为 531003.110
195
.1053.01000Re ?=???==-μρdu 根据阻力系数线图，由Re 和d /ε可知管内流动已进入充分湍流区，以上计算结果有效。
此时管内流量为 s m u d q V /103.495.1053.04
4
3322-?=??=
=
π
π
当阀门全开时，流速增加，管内流动必处于充分湍流区，037.0=λ，管内流速为 s m d l gH u /19.217
.075.05.0053
.020037.01481.9212'=+++?+??=∑++=
ξλ
管内流量为 s m u d q V /1083.419.2053.04
'4
'3322-?=??=
=
π
π
本例管路情况已知，属操作型问题，须联立求解关于简单输送管路方程式组。由于阻力系数计算式是一个非常复杂的非线性函数关系式，当管内流量与流速为待求变量时，必须用试差法或迭代法来计算。手算时，可按以下步骤进行试差：
（1） 假定管内流动已进入充分湍流区，由d /ε查出λ； （2） 根据λ值，由机械能衡算式计算流速u ；
（3） 据此u 值算出Re ，由Re 和d /ε查出新的λ值，以检验是否需要再次计算。 由于大多数化工管路的流动是处于或接近于充分湍流区，故经一、二次试差便可得到足够准确的结果。
选择题、填空题
1-1当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力( )。（A ）不变 （B ）增大 （C ）减小 （D ）不确定
1-2水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re 值将（ ）。（A ）不变 （B ）增大 （C ）减小 （D ）不确定 1-3层流与湍流的本质区别是：（ ）。
（A ）湍流流速大于层流流速； （B ）流动阻力大的为湍流； （C ）层流的雷诺数小于湍流的雷诺数； （D ）层流无径向
脉动，而湍流有径向脉动。
1-4如图所示，水流过一段等径水平管子，在A 、B 两处 放置相同压差计（测压点等高），其读数分别为R 1，R 2， 则（ ）。
（A ）R 1>R 2 (B) R 1=R 2 (C) R 1 1-5如图所示的并联管路，各支管及其总管阻力间的关系为（ ）。 （A ） B A f B A f h h ----∑∑>21)()( ； （B ）B A f B A f B A f h h h -----∑∑∑=>21)()()(； （C ） B A f B A f B A f h h h -----∑∑∑+=21)()()(； （D ）B A f B A f B A f h h h -----∑∑∑==21)()() (； 1-6在皮托管工作时，测压孔正对流体流动方向所测压力代表该处的（ ）。此时侧壁小孔所测压力代表该处的（ ）。 （A ）动压，静压； （B ）动压，动压与静压之和； （C ）动压与静压之和，静压；（D ）静压，动压与静压之和。 1-7某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是（ ）曲线，其管中心最大流速为平均流速的（ ）倍，摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系为（ ）。 1-8在湍流摩擦系数的实验研究中，采用因次分析法的目的是（ ）。在阻力平方区，摩擦系数λ只与（ ）有关。 1-9流速增加一倍后流体在圆管内仍作层流流动，则流动阻力损失为原来的（ ）倍。 1-10 如图所示容器内盛有油、水两种液体，点A 位于油水分界的油侧，点B 位于水侧，试判断A 、 题4 附图 题5 附图 B 两流体质点的总势能差)(A B ψ-ψ=?ψ ＞ 0 （＞，＝，＜）。 1-11 如图所示，水从内径为1d 的 管段流向内径为2 d 管 段 ， 已 知 122d d =，1 d 管段流体流动的速度头为0.8m 水柱，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h 1.3m ， =3h 1.5m 。 1-12 图示管路装有A 、B 两个阀门，试判断： （1）A 阀门关小，B 阀门不变 p 1变大，p 2变小，p 3变小，p 4变小，(p 2-p 3) 变小 (变大，变小，不变)； （2）A 阀门不变，B 阀门开大 p 1变小，p 2变小，p 3变小，p 4变大，(p 2-p 3) 变大 (变大，变小，不变)； （3）A 阀门开大，B 阀门不变 p 1变小，p 2变大，p 3变大，p 4变大，(p 1-p 2) 变小，(p 2-p 3) 变大(变大，变小，不变)； （4）A 阀门不变，B 阀门关小 p 1变大，p 2变大，p 3变大，p 4变小，(p 2-p 3) 变小(变大，变小，不变)。 1-13 图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。试讨 论将阀门开大或关小时，管内流量V q ，管内总阻力损失f h ∑， 直管阻力损失1f h 和局部阻力损失2f h 有何变化，并以箭头或适当 文字在下表中予以表达（设水槽液位差H 恒定）。 总阻力损失 直管阻力损失 局部阻力损失 流量 V q Z=0 油 水 A B ● ● 题1.10 附图 题1.11附图 题 1.12附图 题 1.13附图 f h 1f h 2f h 判断题 1-14 粘性是流体的物性之一，无论是静止的还是流动的流体都具有粘性。（ ） 1-15 尽管粘性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑粘性的影响，对静止的流体可不考虑粘性的影响。（ ） 1-16 U 型压差计测量的是两截面间静压强之间的差值。（ ） 1-17转子流量计工作时转子受到两个力的作用，一个是重力，另一个的浮力。（ ） 1-18 孔板流量计工作时，流体在流过孔板前后的静压强差不变。（ ） 1-19 转子流量计工作时，流体作用在转子上下两截面的静压强差不变。（ ） 1-20 降低温度液体的粘度增加。（ ） 1-21 升高温度气体的粘度增加。（ ） 计算题 1-22 合成氨厂造气车间，为防止气柜中的煤气倒流至间歇操作的煤气发生炉内，在管路中装有水封箱，若管路进口垂直距离为2m ，气柜和发生炉的压差为多少才可能不发生倒流现象。[答：19.6kPa] 1-23 在化工厂采用附图所示装置控制液位，已知圆阀孔d 1=20mm ，浮子与圆阀孔之间由钢丝相连，固定距离L=150mm ，浮子d 2=100mm ，圆阀与浮子总质量G=0.1kg 。试求液位高H 为多少时圆阀刚好开启？[答：0.17m] 1-24 在直径D=40mm 的管路中一文丘里管，文丘里管喉部直径为10mm ，喉部接一细管，细管一端浸入池水中。已知管内水的流量为1.26×10-3m 3/s ，池水沿细管上升1.5m ，若不计阻力损失，文丘 题 1.23附图 题1.22附图 里管入口断面的压强为多少？ [答：2.14×105Pa] 1-25 高位槽内水深为1m 并保持恒定，高位槽底部接一高8m 的垂直管，若不计阻力损失，试求以下几种情况下管内流速及管路入口断面A 的压强： （1）容器内的压强为大气压； （2）容器内的压强为9.81×104Pa ； （3）容器内保持4.095×104Pa 的真空度； （4）容器内的压强为大气压，但垂直管延长至20m （水温为20℃）。 [答：（1）13.3m ，22.9kPa ；（2）19.3m/s ，22.9kPa ；（3）8.86m/s ，22.9kPa ；（4）14.75m/s ，2.33 kPa] 1-26 在容器侧壁开一直径为d=20mm 的小孔，容器内的水面维持恒定并高于小孔中心0.5m ，试求：（1）通过小孔流出的水量（小孔的流量系数为0.61）； （2）在小孔处接一长度L=0.5m 的水平短管，直管阻力系数025.0=λ，水的流量有何变化？（3）将短管延长至3m ，λ仍为0.025，水的流量为多少？ （4）试说明以上三种情况流量变化的原因，并计算水平管为多长时，其流量刚好与小孔流量相等？ [答：（1）6.0×10-4m 3/s ；（2）6.75×10-4m 3/s ；（3）4.29×10-4m 3/s ；（4）孔流系数C 0是综合考虑了缩脉，能量损失等多种因素的校正系数，是由实验测定的。上述计算结果表明直接小孔流出的水流由于缩脉，摩擦等因素其能量是很大的，可近似计算相当于0.95m 短管的阻力损失] 1-27 如图所示管路从A 水池向B 水池输水，已知各段管长均为m l 100=，管径均为100mm ， 上 题1.25附图 题1.24附图 游水池面积S A 为1002m ，下游水池面积S B 为802m ，H A =10m ，H B =4m 。忽略各种局部阻力，为使上游水池水位下降1m ，需多少时间？（设阻力系数λ均为0.025）[答：7372.6s] 1-28 有一真空管路，管长m l 28=，管径mm d 120=，管壁粗糙度mm 2.0=ε，管内是温度为300K 的空气，已知管内质量流量为0.02kg/s ，出口端压强为137.3Pa ，求管路入口端压强为多少？[答：1.07 kPa] 1-29 鼓风机将车间空气抽入截面为200mm×300mm 、长155m 的风道内（粗糙度e=0.1mm ），然后排至大气中，体积流量为0.5m 3/s 。大气压力为750mmHg ，温度为15℃。求鼓风机的功率，设其效率为0.6。[答：0.5kW] 1-30 在20℃下将苯液从贮槽中用泵送到反应器，经过长40m 的φ57×2.5mm 的钢管，管路上有两个90°弯头，一个标准阀（按1/2开启计算）。管路出口在贮槽的液面以上12m 。贮槽与大气相通，而反应器是在500kpa 下操作。若要维持0.5L/s 的体积流量，求泵所需的功率。泵的效率取0.5。[答：605W] 1-31 30℃的空气从风机送出后流经一段直径200mm 长20m 的管，然后在并联的管内分成两段，两段并联管的直径均为150mm ，其一长40m ，另一长80m ；合拢后又流经一段直径200mm 长30m 的管，最后排到大气。若空气在200mm 管内的流速为10m/s ，求在两段并联管内的流速各为多少，又求风机出口的空气压力为多少。[答：u 1=7.37m/s ，u 2=10.41m/s ；风机出口p=65mmH 2O] 1-32 一酸贮槽通过管道向下方的反应器送酸，槽内液面在管出口以上2.5m 。管路由φ38×2.5mm 无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为25m 。粗糙度取为0.15mm 。贮槽内及反应器内均为大气压。求每分钟可送酸多少m 3。酸的密度ρ=1650kg/m 3，粘度μ=12cP 。[答：0.068m 3/min] 题 1.26附图 题 1.27附图 第二章：流体输送机械 2-1 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状态？ 2-2 离心泵的特性曲线有几条？其曲线形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 2-3 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？ 2-4 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？ 2-5 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？ 2-6 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？ 2-7 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？ 2-8 什么是液体输送机械的扬程（或压头）？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的黏度对扬程有何影响？ 2-9 管路特性方程2 0V kq H H +=中的0H 与k 的大小，受哪些因素的影响？ 三、本章例题 例2-1 某油田通过φ300×15mm 的水平钢管将原油输送至炼油厂。管路总长为1.6×105m ，输油量要求为250×103kg/h ，现已知油在输送温度下的粘度为0.187Pa·s ，密度为890kg/m 3。该油管的局部阻力可忽略，现决定采用一种双吸五级油泵，此泵在适宜工作范围内的性能列于本例附表1中。 Q/（m 3/h ） 200 240 280 320 H/m 500 490 470 425 注：表中数据已作粘度校正。 试求在整个输油管路上共需几个泵站？实际输送量为若干kg/h 。 解：油的体积流量Q=890 102503?=280.9m 3/h 管内流速u= 2 27 .0785.036009 .280??=1.363m/s Re= 3 10 187890 363.127.0-???= μ ρ du =1751＜2000为滞流 因原油在直管内作滞流流动，故： 管路压头损失H f =81 .989027.0363 .1101601018732322 332???????==?-g d ul g p f ρμρ =2050m 由附表1单台泵的特性数据查出：当Q=280.9m 3/h 时，H=467.5m 初估泵系数 n= 5 .4672050 =4.385 故应采用5个泵站。根据串联原理，用同规格5台泵串联的压头为单台泵的5倍，计算出数据列于本题附表2中。 附表2 Q/（m 3/h ） 200 240 280 320 H/m 2500 2450 2350 2125 将以上数据标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。 因输送管路为水平直管，故 管路特性曲线方程为： H e =H f = 36004 32322 22?? =d Q g d l g d l e πρμρμ=3600 785.081.989027.01016010187324 33????????-e Q =7.302Q e 2 将此管路特性曲线方程标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。 管路特性曲线与泵合成特性曲线的交点，即为工作点，其对应的流量、压头分别为： Q M =305m 3/h H M =2230m 故实际输油量为W h =305×890=271×103kg/h 例2-2 某水泵性能参数列于本题附表1中。现有两个管路系统，他们的管路特性方程分别为： H e =15+0.077Q e 2及 H e =15+0.88 Q e 2 为提高管路系统的供水量，每条管路系统均用两台相同的泵进行组合操作，试比较各个管路系统泵 2-1 附图 280 320 Q/（m 3/h ） 下册第一章蒸馏 解： 总压 P=75mmHg=10kp 。 由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。 因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算 （1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。 （2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。 解： （1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出 t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。 （2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。 问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？ 解： 由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无 第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数ο 下C ο80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C ο80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m λ-=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m λ 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?= 3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 化工原理第二版 第1章蒸馏 1.已知含苯（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 85 90 95 100 105 x 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据 查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由 于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一 组绘平衡t-x图数据。 以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（）= 同理得到其他温度下液相组成如下表 根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线 由图可得出当x = 时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 下该溶液的平衡数据。 温度 C 5H 12 K C 6H 14 饱和蒸汽压(kPa) 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压 以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 查得P A *= 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 279 289 P A *(kPa) 利用拉乌尔定律计算平衡数据 平衡液相组成以260.6℃时为例 当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（）/（）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例 当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = ×1/ = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 279 289 x 1 0 y 1 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。 解：①计算平均相对挥发度 理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) α - - - - - - - - 取275.1℃和279℃时的α值做平均α m = （+）/2 = ②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值 当x = 时， y = ×[1+×]= 同理得到其他y值列表如下 t(℃) 279 289 α 化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间 第二章流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。 2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体启动后，液体在泵内是怎样提高压力的泵入口的压力处于什么状体 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些其定义与单位是什么 1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。 2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e = η 2-4 离心泵的特性曲线有几条其曲线的形状是什么样子离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵 的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响 答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量 2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、 2间列伯努利方程得：f V M H g u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3．在大气压力为的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=,R=。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。 解：根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。 解：质量分数的定义为 4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于 和之间时，溶液的总体积 。求： （1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义 当时 4.460 ?C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 ?C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。 解：质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult定律 4.580 ?C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 ?C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。 解：根据Raoult定律 4.6在18 ?C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 ?C下的体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为：， 化工原理课后习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 第七章 吸收 1,解：（1）008.0=* y 1047.018 100017101710=+=x （2）KPa P 9.301= H,E 不变，则2563.010 9.3011074.73 4 ??==P E m (3)0195.010 9.301109.53 3=??=* y 01047.0=x 2，解：09.0=y 05.0=x x y 97.0=* 同理也可用液相浓度进行判断 3，解：HCl 在空气中的扩散系数需估算。现atm P 1=，,293k T = 故()( ) s m D G 2 52 17571071.11 .205.2112915.361293102 1212 1 --?=+?+?= HCl 在水中的扩散系数L D .水的缔和参数,6.2=α分子量,18=s M 粘度(),005.1293CP K =μ 分子体积mol cm V A 33.286.247.3=+= 4，解:吸收速率方程()()()12A A BM A P P P P RTx D N --= 1和2表示气膜的水侧和气侧，A 和B 表示氨和空气 ()24.986.1002.962 1 m kN P BM =+=代入式 x=0.000044m 得气膜厚度为0.44mm. 5，解：查s cm D C 2256.025=为水汽在空气中扩散系数 下C 80，s cm s cm T T D D 2 5275 .175 .112121044.3344.029*******.0-?==??? ???=??? ? ??= C 80水的蒸汽压为kPa P 38.471=，02=P 时间s NA M t 21693 .041025.718224=???==-π 6,解：画图 7,解：塔低：6110315-?=y s m kg G 234.0=' 塔顶：621031-?=y 02=x 的NaOH 液含3100405.2m kgNaOH l g =? 的NaOH 液的比重＝液体的平均分子量： 通过塔的物料衡算，得到()()ZA L y y P K A y y G m G m -=-21 如果NaOH 溶液相当浓，可设溶液面上2CO 蒸汽压可以忽略，即气相阻力控制传递过 程。 ∴在塔顶的推动力6210310-?=-=y 在塔底的推动力61103150-?=-=y 对数平均推动力()()66 105.12231 3151031315--?=?-= -In L y y m 由上式得：()2351093.8m kN s m kmol a K G -?= 化工原理试题库（上册） 第一章流体流动 一、选择题 1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 13. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ C ）。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ A ）。 A. 1.33m； B. 2.66m； C. 0.33m； D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm，外管内径为70mm的环隙流道内流动，则该环隙流道的当量直径为（ D ）。 A. 25mm； B. 70mm； C. 95mm； D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为（ A ） 第一章 3.答案：p= 30.04kPa =0.296atm=3.06mH2O 该压力为表压 常见错误：答成绝压 5.答案：图和推算过程略Δp=(ρHg - ρH2O) g (R1+R2)=228.4kPa 7.已知n=121 d=0.02m u=9 m/s T=313K p = 248.7 × 103 Pa M=29 g/mol 答案：(1) ρ = pM/RT = 2.77 kg/m3 q m =q vρ= n 0.785d2 u ρ =0.942 kg/s (2) q v = n 0.785d2 u = 0.343 m3/s (2) V0/V =(T0p)/(Tp0) = 2.14 q v0 =2.14 q v = 0.734 m3/s 常见错误： （1）n没有计入 （2）p0按照98.7 × 103 pa计算 8. 已知d1=0.05m d2=0.068m q v=3.33×10-3 m3/s （1）q m1= q m2 =q vρ =6.09 kg/s (2) u1= q v1/(0.785d12) =1.70 m/s u2 = q v2/(0.785d22) =0.92 m/s (3) G1 = q m1/(0.785d12) =3105 kg/m2?s G2 = q m2/(0.785d22) =1679 kg/m2?s 常见错误：直径d算错 9. 图略 q v= 0.0167 m3/s d1= 0.2m d2= 0.1m u1= 0.532m/s u2= 2.127m/s (1) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 7.02×103 Pa p A-p B=0.5gρH2O +(ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m (2) 在A、B面之间立柏努利方程，得到p A-p B= 2.13×103 Pa p A-p B= (ρCCl4-ρH2O)gR R=0.343m 所以R没有变化 12. 图略 取高位储槽液面为1-1液面，管路出口为2-2截面，以出口为基准水平面 已知q v= 0.00139 m3/s u1= 0 m/s u2 = 1.626 m/s p1= 0(表压) p2= 9.807×103 Pa(表压) 在1-1面和2-2面之间立柏努利方程Δz = 4.37m 注意：答题时出口侧的选择： 为了便于统一，建议选择出口侧为2-2面，u2为管路中流体的流速，不为0，压力为出口容器的压力，不是管路内流体压力 第一章：流体流动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的 f h 与2 u 成正比？光 滑管流动时的摩擦损失 f h 与u 的几次方成正比？ 1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？ 三、本章例题 例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。 解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出 排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。 设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应 下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。 故当 1-1附图 天津大学化工原理（第二版）上册课后习题答案 -大学课后习题解答之 化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 09化工2班制作 QQ972289312 绪论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。水的黏度μ= g/(cm·s) 密度ρ= kgf ?s2/m4 某物质的比热容CP= BTU/(lb·℉) 传质系数KG= kmol/(m2?h?atm) 表面张力σ=74 dyn/cm 导热系数λ=1 kcal/(m?h?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 水的黏度基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g，1 m=100 cm ??10?4kg?m?s???10?4Pa?s ?????则????cm?s??1000g??1m?密度基本物理量的换算关系为 1 kgf= N，1 N=1 kg?m/s2 ?g??1kg??100cm??kgf?s2????1kg?ms2?3???1350kgm??????4则 ?m??1kgf??1N?从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ，l b= kg 1oF?5oC 9 1 则 ?BTU????1lb??1?F?cp????1BTU????59?C???kg??C? lb?F????????传质系数基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s，1 atm= kPa 则 ?kmol??1h??1atm?KG??2??10?5kmol?m2?s?kPa? ??????m?h?atm??3600s???表面张力基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 ?dyn??1?10N??100cm???74???10?2Nm ??????cm??1dyn??1m?导热系数基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J，1 h=3600 s 则 3?kcall???10J??1h???1?2???????m?s??C???m??C? 1kcal3600s?m?h??C??????52．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 HE???10?4G?????BC13??L?L 式中 HE—等板高度，ft； G—气相质量速度，lb/(ft2?h)； D—塔径，ft； Z0—每段填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL —液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3 化工原理课后思考题参考答案 第二章流体输送机械 2-1 流体输送机械有何作用？ 答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？ 答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）； 启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。 泵入口处于一定的真空状态（或负压） 2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？ 1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。 2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量， J/N ，m 3、功率与效率： 轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率P e ：gH q v ρ=e P 效率η：p P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条； 2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降 离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。 η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。 3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。 2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？ 第二章 吸收习题解答 1从手册中查得101.33KPa 、25℃时,若100g 水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa 。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m 3·kPa))及相平衡常数m 。 解: (1) 求H 由33NH NH C P H * = .求算. 已知:30.987NH a P kP *=.相应的溶液浓度3NH C 可用如下方法算出: 以100g 水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为 31000/kg m .则: 3333 3 1 170.582/1001 1000 0.5820.590/()0.987 NH NH a NH C kmol m C H kmol m kP P * ==+∴===? (2).求m .由333 333330.987 0.00974 101.33 1 170.0105 11001718 0.009740.928 0.0105 NH NH NH NH NH NH NH NH y m x P y P x y m x ** * *== = ===+=== 2: 101.33kpa 、1O ℃时,氧气在水中的溶解度可用p o2=3.31×106x 表示。式中:P o2为氧在气相中的分压,kPa 、x 为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与 空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧. 解:氧在空气中的摩尔分数为0.21.故 222 26 6 101.330.2121.2821.28 6.43103.31106 3.3110 O O a O O P Py kP P x -==?====??? 因2O x 值甚小,故可以认为X x ≈ 即:2266.4310O O X x -≈=? 所以:溶解度6522322()()6.431032 1.141011.4118()()kg O g O kg H O m H O --????==?=????? 3. 某混合气体中含有2%(体积)CO 2,其余为空气。混合气体的温度为30℃,总压强为506.6kPa 。从手册中查得30℃时C02在水中的亨利系数E=1.88x105KPa,试求溶解度系数H(kmol/（m 3·kPa 、）)及相平衡常数m,并计算每100克与该气体相平衡的水中溶有多少克CO 2。 解:(1).求H 由2H O H EM ρ = 求算 2435 1000 2.95510/()1.881018 a H O H kmol m kP EM ρ -= = =???? (2)求m 5 1.8810371506.6 E m ρ?=== (2) 当0.02y =时.100g 水溶解的2CO (3) 2255 506.60.0210.1310.13 5.3910 1.8810CO a CO P kP P x E ** -=?====?? 因x 很小,故可近似认为X x ≈ 大学课后习题解答 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=? ? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s 则 绪论 【0-1】1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。 解水 CO2的摩尔分数 【0-2】在压力为101325、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求： (1)甲醇的饱和蒸气压；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数、质量分数、浓度、质量浓度表示。 解(1)甲醇的饱和蒸气压 (2)空气中甲醇的组成 摩尔分数 质量分数 浓度 质量浓度 【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量 分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含50%、2%、 48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩 液量。在全过程中，溶液中的量保持一定。 解电解液1000kg浓缩液中 1000×0.l=100kg=0.5（质量分数） 1000×0.l=100kg=0.02（质量分数） 1000×0.8=800kg=0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中量保持一定，为100kg 浓缩液量为 200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg，故分离的量为100-4=96kg 第一章流体流动 流体的压力 【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解标准大气压力为101.325kPa 容器A的绝对压力 容器B的绝对压力 【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 流体的密度 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。 解正庚烷的摩尔质量为，正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度，正辛烷的密度为 混合液的密度 【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解20℃时，苯的密度为，甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜，满装时可装混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为 1-1.容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I04 Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力 解：标准大气压力为101.325kPa 容器A 的绝对压力P A= 101.325 +60=161.325 kPa 容器B 的绝对压力P B=101.325-12=89.325 kPa [1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解:进口绝对压力 出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa 进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa [1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求: (1)压差计读数(指示 液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。 解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压) 液体密度，指示液密度 (1)压差计读数R=? 在等压面上 （2） [1-16]在图所示的水平管路中，水的流量为2.5L/s。已知管内径d1=5cm ,d2 =2.5cm ，液柱高度h=lm 。 若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。 解：水的体积流量 截面1处的流速 截面2 处的流速 在截面l 与2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。 截面2 处的静压头水柱 负值表示该处表压为负值，处于真空状态。 [1-20] 如图所示.用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为￠32mmX 2.5mm ，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。若截面2-2'处的真空度为39.2kPa.由1- 1'截面至2-2'截面的压头损失为。试求：(1)吸入管中水的流量， ; (2) 吸入口1-1'截面的表压 解：管内径水密度 截面2-2'处的表压 =-39. 2kPa，水槽表面 (表压) (1)从0-0'至2--2' ， 0-0'为基准面， 压头损失化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
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