化工原理典型习题解答

的物性为相同，则热损失占传热量的 C 。

A．5% B．6% C．7% D．8% 解：由 Qh?Whcph?T1?T2?，Qc?Wccpc?t1?t2? 得

Qh?Qc?T1?T2???t2?t1??90?50???53?15?40?38????0.05 QhT1?T290?5040 4

二、 计算题

1. 如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为?Hg，测压连接管内充满常温的水，密度为?w，两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分别为R1、R2，试求a、b两点间的压力差pa?pb。

解： p1?pa??wgh1，pa?p1??wgh1

1abh?w空气?w5?HgR12?HgR243p1?p2，p2?p3??HggR1，p3?p4，p4?p5??HggR2

p5?pb??wgh5

pb?p5??wgh5?p4??HggR2??wgh5

pa?pb?p3??HggR1??wgh1??p4??HggR2??wgh5? ??Hgg?R1?R2???wgh1??wgh5 而 h1?h?R1R，h5?h?2 22?R??R?所以 pa?pb??Hgg?R1?R2???wgh??wg?1???wgh??wg?2?

?2??2???Hgg?R1?R2??11???wg?R1?R2????Hg??w??R1?R2?g 22??41

2. 在如图所示的测压差装置中，U形管压差计中的指示液为水银，其密度为?Hg，其他管内均充满水，其密度为?w，U形管压差计的读数为R，两测压点间的位差为h，试求a、b两测压点间的压力差pa?pb。

解：由 pa?p1??wgh1

5R?w2?Hg3h1a?whbh25

p1?p2?p3 p3?p4??HggR p4?p5

pb?p5??wgR??wgh2

所以 pa?p3??wgh1?p4??HggR??wgh1?p5??HggR??wgh1 所以 pa?pb??HggR??wgh1??wgR??wgh2 ??HggR??wgR??wg?h1?h2? ??HggR??wgR??wgh ??HggR??wg?R?h? ???Hg??w?gR??wgh

3. 某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知d1?d2/2，l1?100m，

Re1?1800。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m液柱，流径管道2的压力降为0.064m液柱，试计算管道2的长度l2。

?d1?ud1?1????解：由 d1?2，得 2?? ???u1?d242???2?22d2u2?所以

Re2du11???2?2?2?? d1u1?Re1d1u142?所以 Re2?所以 ?1?1Re1?900 264646464??0.035，6?2???0.071 Re11800Re2900lu2?plu2又 ， ?hf?????Hf?????d2?gd2g?p 6

2l2u2?2??2?2l2u2d1Hf2d22gHf2所以 ，??2? ??2H?ldHluf111u12f1?1?1?1d12g?1u12d2Hf210.064所以 l2?l1??2???100??42?2??16m0

?2u2d1Hf120.64

4. 密度为1000kg/m3，粘度为1cP的水，以10m3/h的流量在内径为45mm的水平光滑管内流动，在管路某处流体的静压力为1.5?105Pa(表压)，若管路的局部阻力可忽略不计，则距该处100m下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?

104V3600?1.75m/s 解： u?2??d???0.045?24? R? ??du???0.045?1.75?1000?78750 ?31?100.31640.3164??0.0189 Re0.25787500.252u12p2u2由 gz1???gz2????hf

?2?2p1l?u2得 p2?p1???hf?p1????

d22?100?1000?1.75 ?1.5?10?0.0189?? ??0.0452??5 ?8.56875?104N/m2?表压??1.870125?105N/m2?绝压?

5. 用一离心泵将冷却水由贮水池送至高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m，管内径为75mm，摩擦系数为0.03。该泵的特性曲线为H?18?0.6?106Q2，试求：

1. 管路特性曲线

2. 泵工作时的流量和扬程

知： h?10m l?le?400m

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