《化工基础》张近习题解答

1、化工基础习题解答（第一版张近主编）第3章流体流动过程及流体输送设备1、某合成氨工艺以煤为原料的气化法生产中，制得的半水煤气组成为：H242%，N221.5%，CO27.8% ,CH41.5% , CO27.1%, 020.1% （均为体积分数），求表压为88.2kPa，温度为25C时，混合气体的密度。解：解法一：先求混合的摩尔质量；=2x0.42+28x0.215+28x0.278+16x0.015444x0,071+32x0.001=18,（Mkg/kmolMPRT18.04x(101.3 + 88.2)8.314x(273+25)=13Zkg! m3算出在操作温度和压力下各纯组分的密度，然

2、后再按组分的摩尔分数叠加。解法略6、 套管换热器的内管为 $ 25mmK 2.5mm外管为$ 57mrrK 3.5mm的无缝钢管。液体以 5400kg/h的流量流过环 隙。液体的密度为1200kg/m 3，粘度为2Xl0-3pas。试判断液体在环隙流动时的流动形态。解：设大管内径为di，小管外径为d2流体在环隙流动当量直径为：de=di-d27、现要求将原油以一定流量，通过一条管道由油库送往车间，并保证原油在管道中呈层流流动，现分别提出如下措施：（1）管道长度缩短20%; （ 2）管径放大20%; （ 3）提高原油温度使原油粘度下降20%，而假设密度变化不大，可忽略不计。问上述措施分别可使由于

3、管道沿程摩擦而损失的机械能比原设计降低百分之几？8、欲建一水塔向某工厂供水，如图所示，从水塔到工（包括局部阻力当量长度）为500m，最大流量为管出口处需保持10m水柱的压头（表压）。若摩擦系数 求：当管内流速为1.05 ms1，所需管径及塔高；（b）当 为4 ms1，所需管径及塔高；（c）由（a）、（b）计算结果，分厂的管长0.02m3 s-1 入=0.023， 管内流速 析满足一定流量时，塔高与管径的关系。解：如图选取1，2截面，计算基准面为管岀口水平面 压表示。在1宀2列柏努利方程，得：9、用离心泵经$ 57mmx 3.5mm的钢管，将敞口贮 机溶剂（粘度为20X10-3） Pa s,密度

4、为800 kg m-3）， 应器中，设贮罐内液面离反应器内液面高度保持附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度） 反应器内压力恒定为 4kgf m-2 （表压），有机溶液输 6.6m3 h-1，试确定泵提供的压头。解：如图选取截面1,2计算基准面为敞口贮罐液面， 压表示。在1宀2列柏努利方程，得：10、 用泵将密度为850kg m-1的某液体从低位 位槽。低位槽据地面高2m，管子岀口距地面 管路阻力损失为30J kg-1，泵入口流速为0.915m s-1 ，入口管径为 $ 89mnX 6mm 岀口管$ 60mmX 4mm求泵的有效功率。解：如图选取低位槽液面为1-1面，高位槽为地面为计算基准

5、面，在 1-2列柏努利方程，11、如图所示，槽内水位维持不变，槽底部100mm的钢管联结，管路上装有一个闸阀， 路入口端15m，B处装有一个指示剂为汞的 U 计，测压点与管路岀口端之间距离为20m。当阀门关闭时读数 R=600 mm， h=1500 mm。 开启时，测得R=400 mm，h=1400 mm，管路的摩罐内的有 输送到反16m，见 为 25m，送量为压力以表槽打到高高 20m，径为2-2 面, 得：与内径为 阀前离管 型管压差阀门部分 擦系数取压力以表2=0.02，入口处局部阻力系数取旨0.5，问管内流量为多少 m3/h ?阀门全开时（取闸阀全开le/d=15, 2=0.018），问压差计测压点 B处的静压强为多少 kPa （表压）？解：（1） a、首先根据当阀门关闭时