发布时间 : 星期日 文章新版化工作业更新完毕开始阅读
故用斯托克斯公式，u0结果正确。 （b）在20℃空气中沉降
(60?10?6)2?2600?9.81?1 u0? ?0.280m?s?318?(0.0181?10)(60?10?6)?0.282?1.205?1.13?2 验算 Re0??30.0181?10故也可用斯托克斯定律。
3-2 一种测定液体粘度的仪器由一钢球及玻璃筒构成，测试时筒内充有被测液体，记录钢球下落一定距离所需的时间即可测出液体粘度。已知球的直径为6mm，下落距离为200mm。测
-3-3
试一种糖浆时记下的时间间隔为7.32s，此糖浆的密度为1300kg·m，钢的密度为7900kg·m。求此糖浆的黏度。 解：钢球沉降速度 u0?0.2?0.0273m?s?1 7.32-3
-3
又已知d=0.006m，ρ=1300kg·m，ρs=7900 kg·m 设沉降在斯托克斯区，则
d2(?s??)g0.0062?(7900?1300)?9.81 ????4.74Pa?s
18u018?0.0273验算：Re?du0???0.006?0.0273?1300?0.045?2
4.74故以上计算有效。
3-6 原用一个旋风分离器分离排放气中的灰尘，因分离效率不够高，拟改用三个同一型号、较小规格的并联，其各部分尺寸的比例不变，气体进口速度也不变。求每个小旋风分离器的直径应为原来的几倍？可分离的临界粒径为原来的几倍？
解：根据题意改用三个旋风分离器并联工作，但保持进气速度不变，故每个小旋风分离器的
、、
进口截面（AB）应为原来的1/3。由于几何相似的对应长度之比等于面积比的平方根，故
D??1/3D?0.58D
又因临界粒径与器身直径的平方根成正比，故有
?dc ?dcD??0.58?0.76 D3
3
3-8 某板框压滤机在恒压过滤1h之后，共送出滤液11m，停止过滤后用3m清水（其黏度与滤液相同）于同样压力下对滤饼进行洗涤。求洗涤时间，设滤布阻力可以忽略。 解：滤布阻力忽略时，恒压过滤方程为 V23
?KA2?
将V=11m，θ=1h代入上式得
112??121m6?h?1 KA??12V2天天快乐
KA2121?dV?最终过滤速率 ???5.5m3?h?1 ??2V2?11?d??e对板框机，当洗液粘度与滤液相同且洗涤压力与过滤压力相同时， 洗涤速率?1?dV?1?dV?3?1??????5.5?1.375m?h ?d??w4?d??e4Vw3??2.2h
dV1.375?????d??w洗涤时间=
3-11 一转筒真空过滤机的过滤面积为3㎡，浸没在悬浮液中的部分占30﹪。转速为
-1
0.5r·min，已知有关的数据如下。
-42-1
滤渣体积与滤液体积之比c=0.23，过滤常数K=3.1×10m·s，滤液粘度μ=1mPa·s，转鼓内的绝压为30kPa，大气压为101.3kPa（绝），滤布阻力相当于2mm后滤渣层的阻力，计算：（1）每小时的滤液体积；（2）所得滤渣层的厚度。
解：（1）Vc=2mm厚滤渣层相应的滤液量
2?10?3?A2?10?3?3??0.0261m3 ?c0.23又n=0.5 r·min或1/120r·s
由恒压过滤方程知
V2?2VVe?KA2?/n
-1
-1
V2?2V?0.0261?3.1?10?4?32?0.3?120
解得 V=0.291m
3
Q?V?n?0.291?0.5?0.1455m3?min?1或8.37m3?h?1
（2）滤饼层厚度=
滤饼体积Vc0.291?0.23???0.022m或2.2cm AA3第四章 搅拌
4-1 搅拌器系统有一个带6个平片的透平式叶轮，位于搅拌槽中央，槽径为1.8m，推动器直径为0.6m，叶轮在槽底以上0.6m。槽中装有50﹪烧碱溶液，液体深度为1.8m，液体
-3-1
温度为65℃，在此温度下液体的黏度为12cP，密度为1500kg·m。叶轮转速为90r·min，壁上没有挡板。求搅拌器所需功率。
解：n?90/60?1.5r?s Re??1D2n??0.62?1.5?1500??67500
12?10?3此搅拌系统与典型系统相符，可应用没有挡板的图4-9（见教材），查得??1.2；因
天天快乐
Re>300，需应用式??Po/Fry进行计算，其中
y?(??lgRe)/?
查表4-1，得??1.0,??40.0，故
y?(1.0?lg67500)/40.0??0.0957
又 Fr?n2D/g?1.52?0.6/9.81?0.1376
Fry?0.1376?0.0957?1.209
所以N???n3D5Fry?1.2?1500?1.53?0.65?1.209?571W
4-2 若习题4-1中的搅拌槽壁上有4块垂直挡板，每块宽度为18cm，其他条件不变。求此时搅拌器所需功率。
解：本题需查图4-8.对Re=67500，曲线DE段有??6.1。于是
N???n3D5?6.1?1500?1.53?0.65?2400W
4-3 若用习题4-1中的搅拌器系统来搅拌一种乳胶配合物，该液体的黏度为120000cP、相对密度为1.12，求搅拌功率。本题安装挡板对搅拌功率有何影响？ 解：本题的Re与习题4-1相比有很大改变：
0.62?1.5?1120Re??5.04?300且?10 ?3120000?10可用式（4-10）求功率：
N?71.0?n2D3?71.0?(120000?10?3)?1.52?0.63?4140W
本题Re甚小，加挡板对搅拌功率无影响。
第五章 传热
5-1 红砖平壁墙，厚度为500mm，内测温度为200℃，外侧为30℃，设红砖的平均热导
-1-1
率可取为0.57W·m·℃，试求：（1）传导热通量q；（2）距离内测350mm处的温度tA。
解：（1）q?(?/b)(t1?t2)?(0.57/0.5)(200?30)?194W?m （2）q?(?/bA)(t1?tA) 即 200?tA?194/(0.57/0.35)
解得 tA=81℃
5-9 一换热器在φ25mm×2.5mm管外用水蒸气加热管内的原油。已知管外冷凝给热系数4-2-13-2-1-32-1
α1=10W·m·K；管内原油的给热系数α2=10 W·m·K，管内污垢热阻Rs2=1.5×10m·K·W，管外污垢热阻及管壁热阻可忽略不计，试求基于管外表面积的传热系数及各部分热阻的分配。
天天快乐
?2
解：总热阻式为
dd111125?25???Rs21?1?4?1.5?10?3?????3? K?1d2?2d21020?20?10 ?10?4(1?18.75?12.5)?32.25?10?4m2?K?W?1
故基于外表面积的传热系数 K=310 W·m·K 管外给热热阻占 1/32.25=0.031 管内污垢热阻占 18.75/32.25=0.581 管内给热热阻占 12.5/32.25=0.388
-1
5-13 水以1m·s的流速在长为3m的φ25mm×2.5mm管内由20℃加热至40℃，试求水与管壁之间的给热系数。
解：管内给热要先算出RE以便选定公式。平均温度tm=（20+40）/2=30℃，从附录五查
-3-1-1-1-1
得水在30℃下μ=0.801mPa·s，ρ=995.7kg·m；又λ=0.618W·m·K、cp=4.174kJ·kg·K。则
-2
-1
Re?du??4
?0.02?1?995.74?2.49?10 ?30.801?10选用Re>10的式（5-63）计算α，定性温度即为tm。
(4.174?103)?(0.801?10?3)Pr???5.41
?0.618cp?Nu?0.023Re0.8Pr0.4?0.023?(2.49?104)0.8?(5.41)0.4?148.6
??Nu(?/d)?148.6?0.618/0.02?4590W?m?2?K?1
复核L/d=3/0.02=150>50，无需作管长的校正。
5-14 1766kPa（表）、120℃的空气经一由25根φ38mm×3mm并联组成的预热器的管内
3-1
加热至510℃，已知标准状态下空气流量为6000m·h，试计算空气在管内流动时的给热系数。
解：先求空气在平均温度tm=（120+510）/2=315℃下的物性常数。因压力不是很高，仍
-2-1-1
可从附录四中用内插法求得：μ=3.02Pa·s，λ=4.696 ×10W·m·K，Pr=0.675.质量流速uρ可从标态下的流量求得：
u??V0?06000?1.293??107.2kg?m?2?s?2
3600S3600?0.02013
-1
其中，V0、ρ0分别为标态下的流量（m·h）和密度；S为并联管的总截面积：
S?(?/4)d2n?(?/4)?0.0322?25?0.0201m2
故 Re?du???0.032?107.25?1.136?10 ?530.2?10N??0.023?(1.136?105)0.8?0.6750.4?217.6
天天快乐