化工原理课后习题答案全Word格式.docx
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以图中截面a-a′为等压面，则P啊=Pa′
ρ油g（h1+h0）=ρ油g（h2-R+h0）+ρ水银gR（h0为水银压差计高液面与容器底
部的高度差）
∴h2=h1+R-ρ水银R/ρ油=4+0.2-13600*0.2/860=1.04m
6解：
h=P（表压）/ρ水g==1.02m
7.解：
由公式可得
Vs=uA=uπd2/4=0.8×
π×
（57-3.5×
2）2×
10-6/4=1.57×
10-3m3/s
Ws=Vsρ=1.57×
10-3×
1840=2.89kg/s
9解：
以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：
Z1=9m,u1=0,P1=P2=P0,Z2=4m,u2=u
∴9.81*9=9.81*4++40*
∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h
若Vs'
=Vs*（1+25%）=1.25Vs,则u'
=1.25u=1.9375m/s
∴Z1-Z2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m
10解:
Vs=8m3/h时，该系统管路中水的流速为
u1=4Vs/3600πd2
=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s
以压力表处为截面1-1'
，水箱液面为截面2-2'
，并以截面1-1'
为基准水平面，则：
Z2-Z1=24mP2=0u2=0
P1=（234.93+∑hf）*1000
而
ε/d=0.2/53=0.00377
查表得λ=0.0282
∑hf=（hf+ξ）﹒u12/2=（0.0282*100/0.053+1）*1.0082/2
=27.54J/Kg
P1=（234.93+27.54）*1000=0.262MPa
即压力表的读数为0.262MPa时才能满足进水量为8m3/h的需要。
11.解：
Ne=We﹒Ws
取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面
根据伯努利方程：
1—1′截面：
z1=0,P1=－2.5×
104（表压）,u1=0
2—2′截面：
z2=15m,P2=0（表压）,
A=πd2/4=0.25×
[（76－4×
2）×
10-3]2=3.63×
10-3m2
＞4000湍流
又ε/d=0.3×
10-3/68×
10-3=4.41×
10-3
查图得λ=0.029
查表1—3得，ξ全开闸阀=0.17ξ半开截止阀=9.5ξ90°
标准弯头=0.75ξ进=0.5ξ出=1
∴hf′=（0.17＋9.5＋3×
0.75＋0.5）×
1.462/2=14.2J/kg
∴∑hf=22.7＋14.2=36.9J/kg
We=208.87J/kg
Ne=208.87×
2×
104/3600=1.16kW
N=1.16/0.7=1.66kW
12.解：
1—1′：
高位槽液面2—2′：
出口管内侧
列伯努利方程
z2=0,z1=4m,P1=P2=0（表），u1=0,We=0
∴∑hf＋u22/2=4g
∑hf=hf＋hf′
查表1—3得，ξ半开截止阀=9.5ξ90°
标准弯头=0.75
hf′=∑ξ﹒u22/2=（9.5＋0.75＋0.5）×
u22/2=10.75×
u22/2
化简得（400λ＋11.75）×
u22/2=39.2
20℃时μ水=1.005×
λ=f（Re）=f（u2）需试差
假设u0Reλ→u0
1.5766300.0391.66
1.6796000.0391.66
1.66825880.03881.66
∴截止阀半开时该输水系统的u0=1.66m/s
Vs=uA=1.66×
0.25π×
0.052=0.00326m3/s
∴Vs=11.73m3/h
第二章流体输送设备
1、解：
分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得：
其中，=0.4m；
Pa（表压）；
；
=0；
20℃时水的密度。
m
3、解：
（1）20℃时：
由附录2及附录7知，水的密度，饱和蒸气压Pa。
（2）85℃时：
若按附录2中80℃和90℃的平均值0.58735×
105计算，则Hg=-1.36m。
4、解：
=-2.21m<
-1.5m
故该泵不能正常工作。
6、解：
=17m
由于输送介质为水，结合和m，查附录21选IS100-80-125型泵，主要性能参数为：
m,,,kW
故泵实际运行时的轴功率为kW，其中因阀门调节所多消耗的功率为
第四章沉降与过滤
2、解：
设颗粒沉降位于层流区，故
核算流型
故假设成立，即颗粒沉降位于层流区。
因此，可完全除去的最小颗粒直径为。
在操作温度下，气体量＝5538.5
设8颗粒沉降位于层流区，则
由层（需50块隔板）
故假设成立，得降尘室内隔板间距和层数分别为0.082m和51层。
注：
此题原始数据有点问题。
在该组数据下，气流在降尘室内已达到湍流。
5、解：
根据恒压过滤方程得
由下式可算得，15min收集到的总滤液量，即
故再过5min所得的滤液量＝0.47L
（1）过滤面积
滤框总容积
滤饼充满滤框时滤液体积
过滤终了时
恒压过滤方程
（2）洗涤时间＝416s
（3）
（4）由于，故。
所以，由可知
s
7解：
设所需虑框数为N，则：
过滤面积为A=0.652*2N=0.845N，
虑框中充满滤饼时的体积为V饼=0.652*0.054N=0.023N
此时滤液的体积为V=V饼/v=0.023N/0.1=0.23N
q=V/A=0.23N/0.845N=0.27
0.272+2*0.01*0.27/6*10-5=1305S
又=9/3600*（1305+2*60）=6.2625m3
V=0.23N=6.2625，N=28（取整）
即所需的虑框数为28
第五章传热
2.某燃烧炉的平壁由三种材料构成。
最内层为耐火砖，厚度b1=200mm，导热系数λ1=1.07W⋅m-1⋅oC-1；
中间层为绝热砖，厚度b2=100mm，导热系数λ2=0.14W⋅m-1⋅oC-1；
最外层为普通钢板，厚度b3=6mm，导热系数λ3=45W⋅m-1⋅oC-1。
已知炉内壁表面温度t1=1000oC，钢板外表面温度t4=30oC，试计算：
（1）通过燃烧炉平壁的热通量；
（2）耐火砖与绝热砖以及绝热砖与普通钢板之间的界面温度。
假设各层接触良好。
解：
（1）
（2）
，oC
3.在直径为φ89⨯4.5mm的蒸汽管道外包扎有两层绝热材料。
已知管壁材料的导热系数为45W⋅m-1⋅oC-1；
内层绝热材料的厚度为40mm，导热系数为0.07W⋅m-1⋅oC-1；
外层绝热材料的厚度为20mm，导热系数为0.15W⋅m-1⋅oC-1。
现测得蒸汽管的内壁温度为180℃，最外层绝热材料的外表面温度为50℃。
试计算每米管长的热损失及两绝热层间的界面温度。
oC，oC，，，，
4.蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层。
已知外层的平均直径和导热系数均为内层的两倍。
现保持其他条件不变，而将两绝热层的材料互换，试问：
（1）每米管长的热损失是原来的多少倍？
（2）在本题条件下，哪一种材料包扎在内层较为合适？
设管道半径为x，绝热层厚度b
，
（1）互换前
互换后
倍
（2）小的包在内层较好
9.试计算：
（1）120℃的饱和水蒸气冷凝为120℃的水时所放出的热量。
（2）120℃的饱和水蒸气冷凝为60℃的水时所放出的热量。
（3）常压下，空气由20℃升温至80℃时所吸收的热量。
质量流量w均取1kg/s
（1）当oC，
（2）120oC蒸汽60oC水
oC，
（3）空气20oC80o
oC，
10.在列管式换热器中用水冷却油。
已知换热管的直径为φ19⨯2mm，管壁的导热系数λ=45W⋅m-1⋅oC-1；
水在管内流动，对流传热系数αi=3500W⋅m-2⋅oC-1；
油在管间流动，对流传热系数αo=250W⋅m-2⋅oC-1；
水侧的污垢热阻Rsi=2.5⨯10-4m2⋅oC⋅W-1，油侧的污垢热阻Rso=1.8⨯10-4m2⋅oC⋅W-1。
试计算：
（1）以管外表面为基准的总传热系数。
（2）因污垢热阻而使总传热系数下降的百分数。
（2）污垢前
12.苯在逆流换热器内流动，流量为2000kg⋅h-1，温度由70℃下降至30℃。
已知换热器的传热面积为6m2，热损失可忽略不计；
总传热系数为300W⋅m-2⋅oC-1；
冷却介质为20℃的水，定压比热为4.18kJ⋅kg⋅℃-1。
（1）冷却水的出口温度；
（2）冷却水的消耗量，以m3⋅h-1表示。
oC
70－t210oC
13.在逆流换热器内，用20℃的水将流量为4500kg⋅h-1的液体由80℃冷却至30℃。
已知换热管由直径为φ25⨯2.5mm的钢管组成；
液体走壳程，对流传热系数为1700W⋅m-2⋅oC-1，定压比热为1.9kJ⋅kg⋅℃-1，密度为850kg⋅m-3；
水走管程，对流传热系数为850W⋅m-2⋅oC-1。
若水的出口温度不超过50℃，换热器的热损失及污垢热阻均可忽略不计，试计算换热器的传热面积。
若
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