化学工艺设计学潘鸿章版课后习题答案解析

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第一章流体流动过程与输送机械习题

1.A地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为610mmHg，设备移至异地B操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化？（A地平均大气压强为640mmHg，B地平均大气压强为760mmHg） 解：A地：

B地：

P真B?PB?P绝?760-30?730mmHgP真A?PA?P绝?640-P绝?610?P绝?30mmHg2.在稳态流动系统中，水连续的由粗到细流经一个变径管路，粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。 解：稳态流动

qv1?qv2?A1v1?v2A22v1d222?2?2?4v2d114.如图所示，一高位水池内径D为1.5m（有效），池底连φ144mm×4mm的排水管，管路长330m、，总损失压头为6m求管路出水口的体积流量。

解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处2-2截面。

Z1?v1?p1?he?Z2?v2?p2??hf2g?g2g?g22?学习资料整理0?0?0? ?s 6 . 2 ? 0 0 ? 6 ? v 1 .98 m / 2 ?2gv22 范文范例 指导参考

5.如图所示，有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍，在管路系统中去1、2、3、4、5五个截面（如图所示），1点截面处的平均流速为1m?s?1，表压强为120KPa，泵的压头为8m，输送的液体密度为1000kg?m?3，试计算：

（1）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 （2）若整个管路阻力所产生的压强降为2m液柱，求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。

qv?v2A2?1.98??4?(144?8)?10?3?2?0.0287m3/s?103.32m3/h

解：以地面为基准面(或以泵中心线为基准面都可以) （1）由1-1截面可知

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vp1（120?100）Z1?1?1?1???1?0.05?22?23.05m2g?g2g?g2 范文范例 指导参考

2-2截面 3-3截面

Z3?1m,v3A3?v2A2?v3?5v2vpvpZ1?1?1?He?Z2?2?2??hf?1?0.05?30?31.05m2g?g2g?g22

v32v22?25?25?0.05?1.25m,2g2g

总压头?31.05m,p3?31.5?1.25?1?28.8m?g4-4截面

5-5截面

vvZ4?6m,4?3?1.25m2g2gp4?31.5?1.25?6?23.8m?g2222总压头?31.05m,vvZ5?6m,5?2?0.05m2g2g 总压头?31.05m,

p5?31.5?0.05?6?25m?g22vvZ5?6m,5?2?0.05m2g2g（2）

总压头?31.05-2?29.05m,p5?29.05?0.05?6?23m?g7.常压下，用泵将敞口容器中的油品以36m3?h?1的流量输送到敞口高位槽中，管出口在高位槽液面下，两槽的液面差为25m，输送管为φ76mm×3mm，直管

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长度为100m，各种管件的当量长度为150m，摩擦粗力系数?为0.023，泵的效率为60％，求泵的实际功率。（油品的密度为960kg?m?3） 解：基准面取低位槽页面

v 2?qv?4?3600?36

d2?4?2.6m/s?0.072 l??lev2(100?150)2.62?hf??()?0.023???28.3md2g0.072?9.81

22 v1p1v2pZ1???He?Z2??2??hf2g?g2g?g 20?0?0?He?25?v2??hf?25?0.344?28.3?53.64m2g

Pe?qvHe?g/(3600?1000?)?36?960?9.81?53.64?8.42kw3600?1000?0.610.某离心泵以20℃的水进行性能测试，测得体积流量为720m3?h?1，泵出口压力表读数为0.4MPa（表压），泵入口处真空表读数为210mmHg，压力表和真空表之间的垂直距离为410mm，吸入管和压出管内径分别为350mm和300mm。试求此泵产生的压头。 解：

P出?0.4MPa?400KPa(表），P进?-210mmHg??210?100??27.6KPa(表），760

720v出??2.83m/s，? 3600??0.324720v进??2.08m/s?2 3600 ? ? 学习资料整理 0.354