化工原理(上册)-化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案

未知驱动探索，专注成就专业化工原理(上册)-化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。所以整个液体处于静止状态。习题1.2答案：该题为计算题。首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v=Q/A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q=v×A=10m/s×0.5m²=5m³/s。所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。习题1.3答案：该题为基础性知识题。流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。所以，流体静压头是等于流体的高度。第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。根据题意，已知流体的密度ρ为1.2kg/m³，截面积A为0.4m²，流速v为2m/s，求流体的质量流量。根据质量流量公式：Q=ρ×A×v，代入已知数值计算得：Q=1.2kg/m³×0.4m²×2m/s=0.96kg/s。所以，流体的质量流量为0.96kg/s。习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。流体动量方程可以用于研究不同条件下流体的运动以及流体的力学特性。流体动量方程的一般形式可以表示为：dp/dt=ρAV’,其中dp/dt表示单位时间内流体动量的变化量，ρ表示流体的密度，A表示流体流过的截面积，V’表示流体的速度。通过对流体动量方程的求解，可以得到流体运动状态下相关的物理量，如压力、速度、流量等。在实际工程中，流体动量方程是非常重要的工具，可以用于设计和优化流体流动系统。同时，也可以通过流体动量方程来分析和解决问题，如管道内的流体流速、压力变化等。第三章：流体的流动习题3.1答案：该题为基础性知识题。由题意可知，流体在安装了水平管道后会发生流动现象。当流体通过水平管道时，流体会受到重力和摩擦力的影响。流体在水平管道中的流动由于重力的作用，会形成一个较粗的上升段，即在管道上升的方向上逐渐增大。在水平管道中，流体的速度随着高度的增加而递增，即流速沿水平方向逐渐增大。同时，由于流体具有黏性，在流体流过水平管道时，由于管道壁面的摩擦力作用，流体会流动，形成一个黏性层，并且流体黏性层与管道壁之间会发生剪切应力。所以，流体在水平管道中的流动是由重力和摩擦力共同作用的结果。习题3.2答案：该题为计算题。根据题意，已知流体通过水平管道的速度v为3.5m/s，管道的直径D为0.4m，求流体通过管道的流量。根据流量公式：Q=(π/4)×D²×v，代入已知数值计算得：Q=(π/4)×(0.4m)²×3.5m/s≈0.154m³/s。所以，流体通过管道的流量是约等于0.154立方米/秒。第四章：蠕动泵习题4.1答案：该题为综合性问题，回答如下：蠕动泵是一种以蠕动原理工作的离心泵。蠕动泵通过在泵体内的弹性管道上施加一定的压缩力，使管道中的液体受到挤压而经管道流动。蠕动泵的泵体内通常有一段弹性管道，在泵体内的压缩力的作用下，弹性管道会产生形变，从而使管道内的液体受到挤压，从而实现泵送液体的目的。蠕动泵具有结构简单、操作方便、泵送性能稳定、维护成本低等优点，尤其适用于泵送高粘度液体、可固体液体以及腐蚀性液体等。习题4.2答案：该题为基础性知识题。蠕动泵的特点包括：1.结构简单：蠕动泵通常由泵体、驱动装置和控制系统组成，结构简单，便于操作和维护。2.灵活性强：蠕动泵可以逆向工作，适用于泵送高粘度、易结晶、高固体含量等不同类型的液体。3.泵送性能稳定：蠕动泵采用蠕动原理工作，液体通过管道时受到均匀的挤压力作用，泵送性能相对稳定。4.泵送流量范围广：蠕动泵的泵送流量范围较广，可以满足不同工况下的需求。5.适用于腐蚀性液体：蠕动泵的泵体和管道通常采用耐腐蚀材料制造，适用于泵送腐蚀性液体。6.适用于高温液体：蠕动泵的泵体和管道通常采用高温材料制造，适用于泵送高温液体。7.适用于高粘度液体：蠕动泵的泵体和管道的结构决定了其可以泵送高粘度的液体。第五章：传热习题5.1答案：该题为计算题。根据题意，已知传热系数h为2000W/(m²·K)，热传导面积A为2m²，温度差ΔT为30K，求传热量Q。根据传热公式：Q=h×A×ΔT，代入已知数值计算得：Q=2000W/(m²·K)×2m²×30K=120000W=120kW。所以，传热量Q为120kW。习题5.2答案：该题是一个思考题。传热是物理学的一个重要概念，用于描述物质之间热量的传递过程。传热可以通过三种途径进行：传导、传热和辐射。传导是指物质中热量的传递，通过分子热运动导致的能量传递。传热是指物质通过对流的方式进行热量传递，即物质的流动导致的能量传递。辐射是指物体之间通过电磁波进行热量传递，无需介质进行传递。在实际应用中，传热过程广泛应用于工业生产、环境控制、能源开发等领域。例如，在化工生产中，传热过程常用于控制反应温度、加热物料、冷却产物等操作。在能源开发领域，传热过程常用于热能转化、燃烧等过程。了解传热的原理和方法，对于工程设计、热能利用和能源节约等方面都具有重要价值。因此，传热是化工原理中一个重要的研究内容，对于化工工程师来说，掌握传热原理和技术是必不可少的。结论本文以《化工原理(上册)-化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案》为标题，分别介绍了化工原理中的液体流动与传热的相关知识点。