化工原理（上册）课后习题

?u?2?0.3?9.81?2.4m/s ?Vs?3600?2.4?0.785?0.12?68.7m3/h

13、25℃水在φ76×3mm的管道中流动，流量为30m3/h，试判断流型；若保证管内流体作层流流动，则管内最大平均流速应为多少。

解: 查附录25℃水物性:

??996.95kg/m,3??0.903cP

30Vs3600??2.1665m/s u?220.785d0.785?0.07 Re?du???0.07?996.95?2.16655?1.67?10?4000 ?30.903?10?

2000?14、

为湍流

du???0.07?996.95?u?u?0.0259m/s

0.903?10?315、某输液管输送20°C某有机液体，其密度为1022kg/m，粘度为4.3Cp.管子为热轧无

缝钢管?57?3.5，要求输液量为1m/h，管子总长为10m。试求：①流过此管的阻力损失，J/kg；②若改用无缝钢管?25?2.5，阻力损失为多少J/kg？钢管的绝对粗糙度可取为0.2mm

33kg2解：??1023m/ u?4.3?1?30Pa?s VS?1m3/h L??le?10m

d?50mm?0.05mVS1/3600 u???0.14m/s 220.785d0.785?0.05①Re??du??1022?0.05?13600?0.785?0.052?1681 4.3?10?3

??6464??0.038Re1684L??Leu2100.142?hf???d?2?0.038?0.05?2?0.0765J/kg

②u?VS1/3600102?20.?020.885 ??0.885m/sRe??420 522?30.785d0.785?0.024.3?10

?/d?0.2?0.01 ???0.0 5 20L??Leu2100.8852?hf???d?2?0.25?0.02?2?9.79J/kg

16、水以2.7?10m/s的流量流过内径为50mm的铸造管。操作条件下的粘度为

1.09mPa?s，密度为992kg/m。求水通过75m水平管段的阻力损失，J/kg

?3解：VS?2.7?10m/s d?0.0m ??9921kg/m ?10Pa?s5 u?1.09?33?3333VS2.7?10?3??1.38m/s L?75m u?220.785d0.785?0.05Re?du??0.05?1.38?9924 ?6.28?10?31.09?10?17、某液体流过普通普通热轧无缝钢管?273?11.0,管壁粗糙度为2.5mm，管长为150 mm，

允许阻力损失为5.3m液柱。已知该液体的运动粘度为2.3?10m/s，试确定其体积流量，m/h

3?62cu2?5.3???u2?0.174 解：Hf????d2g 设??0.02 则 u?2.95 m/s Re?du???3.2?105

?d?2.5?0.0 1 查得??0.03 251ms 设??0.038 则 u?2.14

Re?0.251?2.2?2.4?105 查得??0.038 ?62.3?1023 Vh?3600?0.785?0.251?2.14?381mh

18、原油以28.9m/h流过一普通热轧无缝钢管，总管长为530m，允许阻力损失为80J/kg，

原油在操作条件下的密度为890kg/m，粘度为3.8mPa?s。管壁粗糙度可取为0.5mm。试选择适宜的管子规格。

335300.010232?28.90.0102380??????2886.64 解：u? ?d2d4d53600?0.785d2d2

设??0.025 d?0.09m7 则u?1.1ms

0.097?1.1?8904 ?2.5?10?33.8?10?0.5 ??0.005 查得??0.035

d97 Re? 设??0.035 d?0.104m则u?0.95ms

0.95?0.104?8904 ?2.3?10?33.8?10?0.5 ??0.005查得??0.035

d104 Re? d?104m ?114?4

19、如图示用泵将贮槽中的某油品以40m/h的流量输送到高位槽。两槽的液位差为20m。

输送管内径为100mm，管子总长为450 mm。试计算泵所需的有效功率。设两槽液面恒定。油品的密度为890kg/m，粘度为0.187Pa?s。 解：u? ??33400.1?1.?4890 5?1.4ms??673.6Re3600?0.785?0.120.18764Re25301.4?0.95 ?hf?0.09?5??41J9kg

0.12u2P1u2P2??We?Z2g????hf z1g?2?2? ?

Wee21.4?20?9.81?2?419?J61k6g

P?w?ves?6.kW1

320、用玻璃虹吸管将槽内某酸溶液自吸出来，溶液密度为1200kg/m，粘度为6.5cP.玻璃

虹吸管内径为25mm，总长为4m，其上有两个90标准弯头。若要使输液量不小于

?0.5?10?3m3/s，高位槽液面至少要比出口高出多少m?设高位槽内液面恒定。

0.5?10?31.02ms 解：u?20.785?0.025 ??Re?0.02?51.?021200 6?4703.?36.5?100.3164R0.25elu2?0.038 ?hf?(????g)?3.9J6kg

d2

1.022?3.96?0.26 h?2?0.483m

9.8124、某流体在光滑圆形直管内作湍流流动，总管长和管径均不变，而流量增加为原来的两倍，

问因流动阻力而产生的阻力损失为原来的多少倍？摩擦系数可用柏拉修斯公式计算。 解

：

lu2hf???d2

??0.3164Re0.15?120.15

u?VSA

VS2?2VS1?U2?2U1

Re2?2Re1??2?第二章

2? ?0.1511?hf2?hf1?4?3.36

1、某离心泵在转速为1450r/min下用20°C清水做性能试验，测得流量为240m/h，入

口真空泵的读数为?0.01MPa，出口压强表读数为0.43MPa，两表间垂直距离为

0.4m。试求此时对应的扬程值。

32gm He? 解： ??998.k3P2?P1?hO?g?45.3m

32、某离心泵输水时得到下列数据：转速n?1450r/min，流量Q=60m/h，扬程H=52m，

轴功率N=16.1kW。试求：此泵的效率；若要求流量增加至80m/h，转速应增加多少？并估算此时相应的扬程和功率。（假设泵的功率不变）

3N 解：??

QH?hn1Q28???n2?1933rmin ??0.528

NNQn216eQ64NH2Q2216?N2?38.1kW ?()? ?H2?92.4m 2?(2)3?279Q1Q1N1H13、用内径为106mmd镀锌钢管输送20°C的水溶液（其物性与水基本相同）。管路中直管

长度为180mm,全部管件、阀门等的局部阻力的当量长度为60mm，摩擦系数可取为0.03。要求液体由低位槽送入高位槽，两槽均敞口且液面维持恒定，两液面见垂直距离为

16m ，试列出该管路的特性方程（流量Q以m/h计）。 解：A??z?3?P?16m ?g??0.03?(180?60)Q?() 20.106?2?9.813600?0.785?0.106 hf? B?

?(l?le)u2d2g0.03?240?3.43?10?3 5220.106?2?9.81?3600?0.785?32?16?3.43?10Q eH