化工原理第三版谭天恩答案Word格式.docx
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1-11B处测压管水位高，水位相差172mm
1-12H=5.4m，pa=36.2kPa
解在截面1-1和2-2间列伯努利方程，得
即（a）
z1、z2可从任一个基准面算起（下面将抵消），取等压面a-a，由静力学方程得
p1+ρg（z1-z2）+ρgR=p2+
即（b）
由式（a）和式（b）可得
（c）
又由连续性方程知u2=u1（d1/d2）2=u1（125/100）2=1.252u1
代入式（c）得（1.252u1）2-u12=29.89
u1=3.70m.s-1
于是u2=1.2523.70=5.78
喷嘴处u3=u1（d1/d3）2=3.70125/75）2=10.28
在截面0-0与3-3间列机械能衡算式
H=u32/2g=10.282/29.81=5.39m
在截面0-0与a-a间列伯努利方程
H=u22/2g+pA/ρg
故有pA=ρgH-ρ=1000*9.81*5.39-5.782/2*1000
=36.2Pa
1-13d≤39mm
1-14水0.0326m·
s-1，空气2.21m·
s-1
1-15
（1）38.3kPa；
（2）42.3%
1-16不矛盾
1-17答案略
1-18
（1）第一种方案的设备费用是第二种的1.24倍；
（2）层流时，第一种方案所需功率是第二种的2倍；
湍流时，第一种方案所需功率是第二种的1.54倍
1-190.37kW
1-202.08kW
1-210.197m；
不能使用
解
（1）求铸铁管直径
取10℃氺的密度ρ=1000,查附录五知=1.305Pa.s
取湖面为1-1面，池面为2-2面，在面1-1与面2-2间列机械能衡算方程
因u1、u2、p1、p2皆为零，故=（a）
式中，45m,代入式（a）得
9.8145=
=0.01275（b）
的范围约为0.02-0.03，现知VS很大，Re也大，故的初值可取小些。
设=0.02，代入式（b）解得
d=（0.012750.02）0.2=0.191m
检验值：
新铸铁管的绝对粗慥度=0.03mm，则/d=0.3/191=0.00157
Re==4.26105
===0.02316
可见初设的偏小，故需进行迭代计算。
再设=0.02316，代入（b）得
d=0.1968m
于是=0.00152
Re=
与数据相近，故迭代一次即可结束。
对d取整为0.2m即200mm
（2）=1mm时，核算是否能满足引水量为300的要求
=1/200=0.005
Re=
代入式（b）得
d=0.207m
可见，d=0.2m的管子不能满足在=1mm时引水量不变的要求，为此应将管径取为210mm才行。
1-2266.5L·
min-1
1-23
（1）0.54m·
s-1；
（2）R1=10.65cm，R2=17.65cm
1-24输送能力变小，阀门前压力变大
1-25u1=7.25m·
s-1，u2=10.52m·
s-1；
风机出口压力p=65.2mmH2O
解
（1）求u1,u2
根据并联管路的特点，知
即
现，故上式化简为
（a）
又根据质量衡算可得
（b）
由（a）（b）求u1，u2需试差。
初设，则由（a）得
代入（b）得
=7.36
于是=17.78-=17.78-7.36=10.42
检验以上数值的准确性：
查附录六知30℃空气=1.165kg..m-3,Pa.s，则
与初设值稍有偏差，再将=0.0217，=0.0205迭代入（a）（b）得
检验：
与第一次迭代值很接近，故所得结果为
（2）求风机出口处压力
设风机出口处压力为p。
根据风机出口与管出口间的机械能衡算，有
总管
于是
1-2611.3m
1-27
（1）10.19；
（2）方案二可行
1-28当阀门k1关小时，，V减小，增加，增加
1-29表压为492.3
1-307.08
1-31634
1-329.8倍
第二章
2-10.72-2
（1）管路特性方程
（2）绘制管路特性曲线图，可得
型号
Q/m3.h-1
H/m
N/kW
IS250-200-315
678
31.1
67.3
85%
IS250-200-315A
627
27.8
57.0
83%
2-3
（1）对泵进、出口列机械能衡算方程，有（a）
把H=he=15.04m代入式（a）可得Q=34.76m3.h-1
（2）Q'
=90%Q=31.28m3.h-1
代入式（a），可得he'
=12.18m
有效功率Ne=he'
Q'
ρg=1.04kW
百分率Q'
/Q=D'
/D=0.90
2-4
（1）图（c）的安装方式无法将谁送上高位槽，而（a）、（b）可以，且流量相同；
（2）泵所需的功率相同
2-5
（1）由公及查表及公式可得：
he=77m
查附录十七，可选IS100-65-250型泵，n=2900r.min-1
（2）合适（3）不能，不合理
2-6IH40-20-160，2.07kW
2-7解：
（1）齿轮泵或螺杆泵
（2）离心泵（带开式或半开式叶轮）或齿轮泵；
（3）若压力不大，选离心泵（带开式叶轮），若压力大，选隔膜泵（4）双吸离心泵；
（5）往复泵或螺杆泵；
（6）计量泵
2-8222mmH2O2-9不能，将转速提高至1500r.min-1即可
2-10解：
在汽缸中压缩、排除时：
根据理想气体状态方程得压缩前体积压缩功
在密闭筒中压缩时：
第三章
3-1水中uo=0.00314m·
s-1，空气中uo=0.282m·
s-1，
解答：
根据题意给定及查取附录，可得如下数据。
石英颗粒：
d=60×
10-6m；
ρs=2600kg·
m-320℃水：
ρ=1000kg·
m-3；
μ=1×
10-3Pa·
s
20℃空气：
ρ=1.205kg·
μ=0.0181×
（a）在20℃水中沉降，设斯托克斯定律适用，＝＝0.00314m·
s-1验算＝＝0.188＜2故可用斯托克斯公式，uo结果正确。
（b）在20℃空气中沉降
=0.282m·
s-1验算：
=1.13＜2
3-24.74Pa·
3-3
（1）64.7μm；
（2）59.7%
（1）先设沉降在斯托克斯区,则能被完全去除的最小颗粒直径
查附录知常压、100℃空气kg·
m-3
又已知kg·
m-3，Vs=2700/3600=0.75m3·
s-1，A0=2×
1.5==3m2代入上式得
=64.7μm检验:
=0.25m/s=0.7<
2故以上计算有效
（2）直径小于dmin的颗粒被除去的百分率等于其沉降距离h与降尘室高度H之比,而在降尘时间一定下h又与u0成正比,于是直径50μm的颗粒被除去的百分率==0.597
3-4ur=3.94m·
s-1，52.53-5dc=9.5μm，η理=100%，η实=77%；
Δpf=1.975kPa
3-60.58倍，0.76倍3-7
（1）K=4.27×
10-7m2·
s-1，qe=0.004m3·
m-2；
（2）约900s；
（3）6.1×
1013m.kg-13-82.2h3-90.117m3·
h-13-103.1r·
3-11
（1）8.73m3·
h-1；
（1）2.2cm
（1）Ve=2mm厚滤渣曾相应的滤液量
==0.0261m3
又n=0.5r·
min-1或1/120r·
s-1由恒压过滤方程得知
V2+2VVe=KA2φ/nV2+2V×
0.261=3.1×
10-4×
32×
0.3×
120
解得V=0.291m3Q=V·
n=0.291×
0.5=0.1455m3·
min-1或8.73m3·
h-1
（2）滤饼层厚度====0.022或2.2cm
第五章
5-1
（1）q=194W·
（2）tA=81℃
5-2
（1）8.73W·
m-1·
K-1；
（2）2.2cm，λ0=0.676，k=2.25×
10-3℃-15-3
（1）2块；
（2）37.5℃
解答
（1）达稳定时通过各层砖的导热通量相等。
通过耐火砖层
q=（λ1/b1）（t1-t2）=（1.05/0.23）（1000-940）=274W·
m-2
通过绝热砖层:
q=（λ2/0.23n）（t2-t3）（a）
故n=（λ2/0.23q）（t2-t3）=0.151×
（940-138）/（0.23×
274）=1.92
表明两层绝热转可达要求，厚度2×
0.23=0.46m代入（a）得t3=940-274×
0.46/0.151=105.3℃
（2）对普通砖，有q=（λ3/b3）（t3-t4）t4=105.3-274×
0.23/0.93=37.5℃
5-4q=57W·
m-2，界面t=65℃
5-5
（1）q=-52.1W·
m-1；
（2）q=-38.0W·
（3）qˊ=-38.7W·
m-1，t4=12.6℃
解答:
（1）本题为三层圆筒壁的导热问题，对1m长的管,便有以下式子铝合金管的热导率从附录可以查到港λ1=45.31W·
k-1，其外径r2=60/2=30mm，内径r1=30-3=27mm,由此可分别求得三层壁的相对热阻分别为
==0.0023==4.332==10.137故==-52.1W·
m-1
（2）按题意,R2及R3中的热导率互换==17.329==2.534==-38.0W·
（3）考虑管外壁与空气的给热，有q=α（2πr4）（t4-t5）=2πα×
0.09×
（10-20）=-1.8παW·
m-2故==9.21W·
m-2·
K-1两保温材料互换后，计入给热热阻，有==-38.8W·
m-1又从最外壁的给热方程Q=α·
2πr4（t4-t5）知==12.6℃
5-9K=310W·
K-1，管外给热热阻占3.
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