化工原理习题解答

1、第一章流体流动与输送机械1燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含 CO28.5%, 027.5 %, N276%, H2O8% （体积）,试求此混合气体在温度 500C、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量M m yiM i 0.085 44 0.075 320.76 28 0.08 1828.86 10 3 kg/mol混合密度PM mRT330.455kg /m3101.3 1028.86 108.31(273 500)2.已知20C下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m3和789kg/m 3,试计算50%（质量）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m3,计算

2、相对误差。解：乙醇水溶液的混合密度印a20.50.512998.27893m 881.36kg/m相对误差:100%1 第 100%5.74%3 .在大气压力为101.3kPa的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa。若在大气压力为90 kPa的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：P绝PaP真PaP真P真pa （pa p真）90 （101.3 85） 73.7kPa4.如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为 42kPa,又在液面下装一压力表，表中心线在测 压口以上0.55m,其读数为58 kPa。试计算液面到下

3、方测压口的距离。解：液面下测压口处压力p P0 g z P1 ghP1gh P0zgP1P0g(58 42) 103900 9.810.552.36m5.如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水,油层和水层的厚度分别为 700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m3 和 1000 kg/m3。(1)计算玻璃管内水柱的高度;(2)判断A与B、C与D点的压力是否相等。解：(1)容器底部压力p Pa油 ghi水 gh2 Pa水 ghBD题5附图油hi水h2hih280010000.70.61.16m(2) Pa Pb Pc Pd30mm，试分别计算管内流

4、体为(1)水；(2)压力为101.3kPa、温度为20 C的空气时压力差。解：(1)P ( 0)Rg(136001000)0.03 9.813708.2Pa(2)空气密度pM101.3103 2910 331.206kg/mRT8.31(27320)6 水平管道中两点间连接一U形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为P'( 0)Rg (136001.206) 0.03 9.814002.1PaI空气密度较小， p °Rg7用一复式U形压差计测量水流过管路中A、B两点的压力差。指示液为汞，两U形管之间充满水，已知 h1=1.2m , h2=0.4m, h4=1.4m , h3=

5、0.25m，试计算 A、B两点的压力差。解：图中1、2为等压面，即p1p2P1Pagh1P2P3Pagh1P3又P5P6Pbgh3°gR2P3P4P5g(h4h2)°gR1(1)题7附图Pbgh30gR2g(h4 h?)将(2)代入(1)中:Pagh1Pbgh3°gR2g(h4 h2)0gR13Pab Pa Pbgh30gR2g(h4h2)0gR1gh1g(h：2Ah3hj0g(R1R2)(R1R2)( 0)gpAB(121.4 1.40.25)(136001000)9.81241031.7Pa241.0kPa&根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设

6、备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和998 kg/m3，压差计的读数 R=300mm。两扩大室的内径 D为60mm , U管的内径d为6mm。解:1.2为等压面，p1p2P1P1gh1P2Pa(h1 R)Z1g R 2gP1gh1Pa (h1RZ) 1g R 2gPPaRg( 21)Z 1g又 R4d2Z D2d2D2(色)20.30.003m60#Pg1.02mp pa 0.3 9.81 (998 920)0.003 920 9.81256.6Pa 俵压)9.为了排出煤气管中的少量积水， 用附图所示的水封装置， 水由煤气管道

7、中的垂直支管排出。 已知煤气压力为10kPa （表压） 试求水封管插入液面下的深度 h。解：煤气表压p gh310 10103 9.8110.绝对压力为540kPa、温度为30C的空气，在0 108x 4mm的钢管内流动，流量为1500m3/hPoMrT01.29kg / m3质量流量:msms1500 1.291935kg /h 0.5375kg/s质量流速20.785d193520.785 0.12 2246497 kg / h m 68.47 kg /s m操作条件下密度PMRT3540 100.0298.31 (273 30)36.22kg /m体积流速:G 68.47 u6.2211

8、m/ s11 .硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为 0 76 x 4mm和0 57 x 3.5mm。已知硫酸 的密度为1831 kg/m3,体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解：（1）大管：76 4mmms Vs9 183116479kg/hU1Vs0.785d29/36000.785 0.06820.69m/ s（标准状况）。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。 解：标准状况下空气的密度：3101.3 100.0298.31 273G1 U10.69 18311263.4kg/m2 s小管：57 3.5mm质量

9、流量不变ms2 16479kg /hU2Vs9/360021.27m/s20.785d20.785 0.05或：U2/d1、25() d268 20.69()2501.27m/sG2U21.27 18312325.4kg /m2 s12 .如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动 时的能量损失为 20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸 管的出口高出的距离。解：以高位槽液面为1-1 '面1-1 '2-2 '间列柏努力方程乙gp1 gu；Z?g题12

10、附图管出口内侧为2-2 '面,在P212U2Wf213 用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为0.1m3/min，输送管路为0 38x 3mm的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为 3.5m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3, 问酸蛋中应保持多大的压力？解：以酸蛋中液面为1-1 '1-1 '面为基准，在1-1面，管出口内侧为 2-2 '面，且以2-2 '间列柏努力方程：P1gp2 丄 u2 Z22ghf题13附图10 m2简化：1 2H （u；Wf ）/

11、g21（丄 120） 9.812.09m213简化:P11 2 U2 2gZ2hf其中:U20.1/600.78522.07m/s0.0322代入:P12U2 Z2hf）1830 9.81 （2 9.812.072103.5）246.3kFa（表压）14 如附图所示,某鼓风机吸入管内径为200mm,在喇叭形进口处测得 U形压差计读数 R= 15mm （指示液为水）， 空气的密度为1.2 kg/m3,忽略能量损失。试求管道内空气的 流量。解：如图,在1-1 '2-2 '间列柏努力方程乙gP112U1 2P21 2Z2 gU22Wf其中:Z1Z 2 , U1 0,P1(表)0,Wf

12、0简化:0P21 2U22而:P2h2o Rg1000 9.81 0.015147.15P12147.15U221.2U215.66m/s流量：V；4d2u2 0.785 0.22 1566 0.492m3/s 1771m3/h15 甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为0 219 x 6mm 和 0 159 X 4.5 mm，在操作题15附图乙gP11 22U1z?g山1u22 2Wf简化：P112U1P21 2U222或：1 22P1P2(U2U1 )2条件下甲烷的平均密度为1.43 kg/m3,流量为1700m3/h。在截面1和截面2之间连接一 U形压差计，指示液为水，若忽略两截面

13、间 的能量损失，问U形压差计的读数R为多少？解：在1,2截面间列柏努力方程：其中：U1V1700/3600 214.04m/s0.785d10.785 0.207u2 u1(-d1)214.04 (竺)226.74m/sd2150P1P21 2 21.43(26.74214.042)2370.3Pa又P1P2 R( 0)g R 0gP1 P20g370.31000 9.810.038m 38mmPiz?g 匕 fu；2简化:We Z2gWf16 如附图所示，用泵将 20C水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70

14、%，试求泵所需的功率。解：在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程：Wf题17附图 量损失），试核算该过程是否需要泵。解：在贮槽液面1-1 '与回流管出口外侧 2-2 '间列柏努力方程：P1Z2gP21 22U2Wf30 9.8140334.3J / kg30Pe1000 334.32.786kW3600P 空筈 3.98kW17 附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa （表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa （表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送

15、量为40 x 103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg （不包括出口能简化：P1 We Z2g 邑Wf2P2 P11 22U2z?gWfU2ms0.785d240 1033600 6000.785 0.1421.2m/s(1.3 2.0) 1066001 1.2230 9.811502721.6J / kg2-2 '面间列柏努力方程P11 2U12Z2gP21 2U2 2Wf不需要泵，液体在压力差的作用下可自动回流至塔中18某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为045X 2.5 mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa,且此时水

16、槽液面至压力表处的能量损失可以表示为 Wfu j/kg (u为水在管内的流速)。试求:(1) 高位槽的液面高度；(2) 阀门全开时水在管内的流量(m3/h)。 解：(1) 阀门全关,水静止P ghh Pg37810m1039.812 阀门全开在水槽1-1 '面与压力表简化：Z1 g u| Wf237.95 9.8175 1031 22u2 u2 1000 2解之：u21.414m/s流量:Vs严0.785 0.0421.414331.776 10 m /s6.39m3/h19 附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100kg/m3,循环量为45 m3/h。管路的内径相同，盐水从

17、A流经两个换 热器至B的压头损失为9m，由B流至A的压头损失为12m，问：(1) 若泵的效率为70%，则泵的轴功率为多少？(2) 若A处压力表的读数为153kPa，贝U B处压力表的读数为 多少？解：(1)对于循环系统：Hehf 9 12 21mPeHe Vsg 21453600 1100 9.812.83kW轴功率:PPe2.830.74.04kWPaB列柏努力方程1 2 Ua 2gZaPb1 2Ub2gZ Bh fAB15 3PbZbh fAB103Pb1100 9.81(7 9)Pb19656 Pa (表)B处真空度为19656 Pa。20 . 25C水在0 60x 3mm的管道中流动，

18、流量为 20m3/h,试判断流型。 解：查附录25 C水物性：996.95kg/m3,0.903cP0.785d220,36000.785 0.05422.43m/sRedu0.054 996.95 2.431.45 105 4000为湍流0.903 1021 .运动粘度为3.2 x 105m2/s的有机液体在0 76 x 3.5 mm的管内流动,试确定保持管内层流流动的最大流量。解：Re 虬虫 20002000u maxd2000 3.2 100.0690.927m/s/sVmax-d2umax0.785 0.0692 0.927 3.46 10 3m341512.46m3/h22 .计算1

19、0C水以2.7 x 103m3/s的流量流过057X 3.5mm长20m水平钢管的能量损失、压头 损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为 0.5mm）解：u2.7 10 2 1.376m/s0.785d0.785 0.0510 C水物性：33999.7kg/m ,1.305 10 Pa s相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m （包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的0.487Pa s,试计算泵所需的有效功率。密度为890kg/m3,粘度为0.785 0.124°36001.415m/sdu0.1890 1.415Re258.6 20000.48764640.247Re2

20、58.6在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程：P1 2U2p11 2丄尹WeZ2g2WfRedu0.05 999.7 1.37645.27 1031.305 10050.01d50查得0.041l u2201.3762,Wf0.041 -15.53J / kgd 20.052hfWf/g1.583mPfWf15525 Pa23如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且17简化:WeZ2g Wf2 2而:Wf罟牛 0.247 善年 112J/kgWe209.81111.2307.4J/kgPeWemsWe Vs307.4 403600 8903039

21、.8W 3.°4kW24 .一列管式换热器，壳内径为500mm，内装174根0 25 X 2.5 mm的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。解：de2 24 - D nd夕卜)44D n d外2 , 2D nd外D nd外2 20.5174 0.0250.5 174 0.0250.029m25 .求常压下35C的空气以12m/s的速度流经120m长的水平通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为300mm，宽为200mm。（设 d = 0.0005）解：当量直径:de4ab2(a b)2aba b2 0.3 0.20.30.20.24m335C空气物性：1.1465kg/m

22、,18.85 10 6 pa sRedeu0.24 1.1465 12518.8510 61 .1 u 厶1 u由d0.0005，查得0.019l u2120122Wf0.019 -684J / kgde 20.242PfWf684 1.1465 784.2Pa26 .如附图所示，密度为 800 kg/m3、粘度为1.5 mPa s的 液体，由敞口高位槽经0 114 X 4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa （表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度d =0.002，试计算两槽液面的垂直距离z。题26附图解：在高位槽1截面到容器

23、2截面间列柏努力方程：rP11 2P21 2乙g2 U1z?g2 U2Wf简化：ZgP2Wfdu0.1068001.54Re38.48 101.510管路中：进口0.590C弯头0.752 个半开闸阀4.5出口1由 d 0.002,查得0.0262)u2(0.02630 1600.1060.52 0.754.5 1)1.5219解：以吸入管测压处为1-1 '面，洗涤塔管出口内侧为60.87J /kgZ (邑 Wf)/g(四 1060.87)/9.8126.6m80027 从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m3/h，废气的物理

24、性质与 50C的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U形压差计，指示液为水，其读数为 60mm。输气管与放空管的内径均为250m m,管长与管件、阀门的当量长度之和为55m （不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m，已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压力为101.3 kPa。试求鼓风机的有效功率。2-2 '面,列柏努力方程p112P212乙g 1-U12WeZ2g 2-u!Wf2 2简化：P11u" We 乙g Wf其中：Plto gR1000 9.81 0.06588.6pa查得0.78

25、5 d2360036000.785 0.25220.38m/s50C空气物性：1.093kg /m3,19.6 10 6 Pa sRedu0.25 1.093 20.3819.610 62.84 1050.152500.0180.0006Wf(le d2 u 出)_2Wf塔leP'(0.018 竺0.2521.5)20383375J / kgWe Z2gWfP1 /32.45 101.09315 9.813375 588.6/1.0934060.7J / kgPe ms We 乂 We 3600 3600 1.093 4060.74.22kW用离心泵将某油品输送至一密闭容器中。A、B处

26、压力表的读数分别为1.43 MPa，管路尺寸为0 89x 4mm, A、B两点间的直管长度为 40m, 知油品的密度为820 kg/m3，粘度为121mPa s,试求油在管路中的流 量。28 如附图所示,解：在A B间列柏努力方程：Za9旦 luA ZBg2PbWf1.47MPa、中间有6个90o标准弯头。已27WfPaPbZg(1i3)1061 9.8182038.97J / kgWfI2le u38.9764lle2 u32 (lle)udud2d2le35d350.0812.835m32121 103(4062.835)u油品粘度大，设流动为层流.Wf900标准弯头20.081 820解

27、得 u0.95m/sRedu°.°81 O'95 820521.5 2000121 10 3假设正确Vs 4d2u0.7852330.0810.954.89 10 m /s317.61m /h29. 20 C苯由高位槽流入贮槽中,3mm的钢管(=0.05 mm)总长为解：在两槽间列柏努力方程两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差 100m (包括所有局部阻力的当量长度),并简化：5m。输送管为0 38 X ，求苯的流量。ZgWf即： Zgle U代入数据：9.81100 u20.032 2化简得：u20.03139320.0220.00156查完全湍流区设0.021,由式

28、得由附录查得20 C苯物性：u 1.22m / s876 kg. m30.737mPasRe°.°32 879 乎2 4.66 IO40.737 10查图， 0.026再设0.026，由(1 )得 u 1.10m/sRe°.°32 879 !104.20 1040.737 10 3查得 0.26 假设正确u 1.10m/ s流量：Vs d2u 0.785 0.03221.18.84 10 43.183m h30 如附图所示，密度为p的流体以一定的流量在一等径倾斜管道中流过。在A、B两截面间连接一 U形压差计，指示液的密度为p0,读数为R。已知A、B两截面

29、间的位差为 h，试求：（1）AB间的压力差及能量损失；（2）若将管路水平放置而流量保持不变，则压差计读数及 解：（1）在A-A与B-B间柏努利方程：AB间的压力差为多少？Pa其中"A ZAg 也21 22uBZa hZb9WfABua = ubZbWfABPaPbhghg对于U形差压计PaZa gPbZb(ZbR)gRgPaPb(ZaZb)g R(o)gP ABh gR( o)gW h gR( o)ghgR(o )gfAB（2）水平放置时流量不变管路总能量损失WfAB不变。而U形差压计读数 R实际反映了阻力的大小，所以R不变。此时，PabWf R（ o ）g31.如附图所示，高位槽中

30、水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为 38mm、长为28m ； BC与BD支管的内径相同，均为 32mm，长度 分别为12m、15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为 0.03。试求：（1）BC支路阀门全关而 BD支路阀门全开时的流量；（2）BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。题31附图P2z?g2U22Wf简化:ZgWfABD而VfABDWfABWfBD 21 AB U1d1 21 BD U2d2 2有： 10 9.810.03282U10.038 20.0315 uf0.

31、032 2解：（1）在高位槽液面与 BD管出口外侧列柏努利方程:WfBcWfBD21 BC U2d?71BD U2dT "212uf15u；(1)u31.118u2又 V V VS3d 1 U24d2 U24382u1322u2322u3 = 3222.118U210 9.810.0328 uf0.038 20.0315 uf0.032 2u11.502u2在咼位槽液面与BD出口列柏努利方程：ZgWfWfABWfBD11.05u127.03u；98.111.051.5022uf27.03u298.1解得:u21.752 叹:U12.63msu3流量：Vs1d12u140.7850.0

32、3822.63Vs2d；u240.7850.03221.752Vs3d 3 u30.78520.0321.96将（2）代入（3）式中:431.576 10298 10 3 m；10.731.965.67m h1.408 10 3m3s 5.0732 .在内径为 80mm的管道上安装一标准孔板流量计，孔径为40mm U形压差计的读数为350mmHg。管内液体的密度为 1050kg/m3,粘度为0.5cP,试计算液体的体积流量。解：A （塑）20.25A 80设 ReRec，查得 C。0.25CO Ao、2 g( i0.625 0.785 0.0420.35 (13600 1050) 981105

33、07.11 107.11 1020.785d10.785 0.0821.415呎Red1u0.08 1.415 10500.5 102.38 1053229题33 附图4而 Rec 7 10ReRec假设正确，以上计算有效。33. 用离心泵将 20C水从水池送至敞口高位槽中，流程如 附图所示，两槽液面差为12m。输送管为0 57X 3.5 mm的钢管,总长为220m (包括所有局部阻力的当量长度)。用孔板流量计测量水流量，孔径为20mm,流量系数为0.61 , U形压差计的读 数为400mmHg。摩擦系数可取为 0.02。试求：(1)水流量，m3/h ；(2 )每kg水经过泵所获得的机械能。解

34、：(1) Vs C0A02 g( 0)20.61 0.785 0.022 0.4 9.81(13600998.2)998.2(2)以水池液面为131.91 106.881面，高位槽液面为22面，在11 22面间列柏努利方程:简化：WeZgWfle u2而 Wf其中：u 01.91 100.785 0.050.973Wf0.02迥進0.05241.656 %g41We 12 9.8141.656159.4%g34. 以水标定的转子流量计用来测量酒精的流量。已知转子的密度为7700 kg/m3,酒精的密度为790 kg/m3，当转子的刻度相同时，酒精的流量比水的流量大还是小？试计算刻度校正系数。解

35、：Vs2： 1(f2)1000 (7700790)V?2(f1). 790(77001000)酒精流量比水大35. 在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30 m3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa，两测压口间的垂直距离为0.4m，轴功率为3.45kW。试计算泵的压头与效率。解：U1Vs303600U24d0.785 0.0723036000.785 0.0524.2462.166叹在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失;Pig2U12 乙2gHeP2gZ2P2P1g2gU12)3(21540) 10103

36、9.8112 9.81(4.24622.1162) 0.4=27.07mPe QH g 303600 1039.81 27.072.213kW空 100%2213 100%64.1%P3.4536. 在一化工生产车间， 要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一敞口高位槽中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m，管路总长为400m （包括所有局部阻力的当量长度）。管内2径为75mm，换热器的压头损失为 32 ，摩擦系数可取为 0.03。此离心泵在转速为 2900rpm时的2g性能如下表所示:Q/(m 3/s)00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008

37、H/m2625.524.5232118.515.5128.5试求：(1)管路特性方程；(2)泵工作点的流量与压头。解：(1)管路特性曲线方程:He2ghfhfHe1010led 2g(0.03 迴0.0755.019 105Q2hf32)29.81(0.785le2 u 32) 2g0.0752 )2(2)在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管路特性曲 线的工作点：Q 0.0045H 20.17m36 _34 _3230 -28 -26.24 -22 -2018 -16 -14 -12 -10 -8一一泵特性曲线管路特性曲线0.0000.0020.0040.006 0.00837.用离心泵将水从贮槽输

38、送至高位槽中，两槽3Q(m /s)均为敞口，且液面恒定。现改为输送密度为1200 kg/m3的某水溶液，其它物性与水相近。若管路状况不变，试说明:(1) 输送量有无变化？(2) 压头有无变化？(3) 泵的轴功率有无变化？(4) 泵出口处压力有无变化？解：变化时，泵特性曲线不变。P 22管路特性曲线 He ZBQ2 Z BQ2 不变g(1) 输送量不变;(3) 轴功率：(2)压头不变；Pe QH g增加(4)在贮槽液面1-12-2'间列柏努力方程:Pi2g乙 HeP2Z22ghf简化：P2He1 22gU2Z2hf工作点Q,He不变,hf不变即F2随的增加而增加。38 .用离心泵向设备送

39、水。已知泵特性方程为H 400.01Q2 ,管路特性方程为2H e 250.03Q，两式中Q的单位均为m3/h, H的单位为m。试求该泵的输送量；2解 ：H 40 0.01Q.He 250.03Q222联立：40 0.01Q25 0.03Q解得：Q 19.36 m'h39.用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中80 C的水送出，吸入管路的压头损失为4 m,当地大气压为98kPa。试确定此泵的安装高度。05解：查附录：80 C 水，PV 0.4736 10 Pa,IS65-50-125 泵气蚀余量 NPSH=2.0m泵允许安装高度：Hg允旦旦(NPSH)允hf吸入gg3598

40、 100.4736 10，=2.0 4971.8 9.81=0.69m为安全起见，再降低 0.5m，即Hg0.690.51.2m即泵需要安装在水槽液面以下 1.2m或更低。40 用油泵从贮槽向反应器输送44C的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa。泵位于贮槽液面以下1.5m处，吸入管路全部压头损失为1.6m。44 C时异丁烷的密度为530kg/m3,饱和蒸汽压为638 kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m，问此泵能否正常操作？解：泵允许的安装高度：p pHg 允v （NPSH） 允h f吸入g（652638）103 门厂35 1.6530 9.812.4mHg定 Hg

41、y允此泵安装不当，会发生气蚀现象。41 .用内径为100mm的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为70m3/h。水由池底部进入,池中水面高出河面 26m。管路的总长度为 60m，其中吸入管路为 24m （均包括所有局部阻力的当量 长度）,设摩擦系数 为0.028。今库房有以下三台离心泵，性能如下表，试从中选用一台合适的泵， 并计算安装高度。设水温为 20C，大气压力为101.3kPa。（略）序号型号Q, m3/hH , mn, rpm,%(NPSH)允1IS100-80-12560242900674.010020784.52IS100-80-16060362900703.510032784.

42、06054653.03IS100-80-200100502900763.6解：在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化:He Zhf2le U2g其中：uQ0.785d2角齐2.48壮60 2.482He O'028 07R31.3m由Q31.3m选泵 IS100-80-160气蚀余量以Q 100 m3h 下200C 水， 998.2kg 3/mHg允邑上(NPSH)允g(Ile)吸入 U2hf吸入d 2g(NPSH)允 4.0 计Pv 2.338kPahf吸入242.4822.1m0.028 -0.12 9.813u (101.3 2.338) 10Hg 允4.02.1 4m998.2

43、 9.81减去安全余量0.5m，实为3.5m。即泵可安装在河水面上不超过3.5m的地方。760 kg/m3。现将该油品送入反应釜42.常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为中，输送管路为0 57x 2mm，由液面到设备入口的升扬高度为5m,流量为15m3/h。釜内压力为148kPa（表压），管路的压头损失为 5m （不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。解:Vsud241536000.785 0.05321.在水槽液面1与输送管内侧22面间列柏努力方程，简化有:He22gU2hf103He 5 焙 9.811.982530.03m2 9.81其性能为;由 Q=15mHe 30.03m

44、 查油泵性能，选泵 60Y-60B流量：19.8m'h压头38m 轴功率 3.75kW效率：55%允许的气蚀余量2.6m43 .现从一气柜向某设备输送密度为 1.36kg/m3的气体，气柜内的压力为 650Pa （表压），设备 内的压力为102.1kPa （绝压）。通风机输出管路的流速为 12.5m/s，管路中的压力损失为 500Pa。试 计算管路中所需的全风压。 （设大气压力为101.3kPa）解：Pt （P2 P）U；Pf2102.1101.3 0.65103 136 12.52 5002756.25Pa第三章 传热1.红砖平壁墙，厚度为 500mm，内侧温度为200C,外侧温度为

45、30C，设红砖的平均导热系数为0.57 W/(mC)。试求：(1)单位时间、单位面积导出的热量; 度。2)距离内侧350mm处的温解：(1) qbt1 t20.57 “200 300.5193.8 W/m 2qJ1t'0.570.35200 t' 193.8解得：t' =8C2.在外径100mm的蒸汽管道外包一层导热系数为0.08 W/(m °G )的绝热材料。已知蒸汽管外壁150C,要求绝热层外壁温度在 50C以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。解：qQ2叭1 t2)L 1 . r2In -2 3.14 0.08 150 50150

46、In 1250解得：2=69.9mm;壁厚：r2-r1=19.9mm3.某燃烧炉炉墙由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m °C),0.16 W/(m C )和0.92 W/(m C)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000 C，外壁温度为55 C,设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。解: q b1 t1b2t4 b3t1 t2100055212247.81W /mb|0.50.50.2512311.20.160.924.燃烧炉炉墙的内层为 460mm厚的耐火砖，外层为 230mm厚的绝热砖。若炉墙的内表面温度