发布时间 : 星期四 文章化工原理1-7章习题答案（新课本）更新完毕开始阅读
pa?p78?103?3?7.95m 水柱高度 h??g10?9.81
10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1830 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: φ76?4mm
ms?Vs???9?1830?16470kg/h u1?Vs0.785d2?9/36000.785?0.0682?0.69m/s
G1?u1??0.69?1830?1262.7kg/(m2?s) (2) 小管: ?57?3.5mm
质量流量不变 ms2?16470kg/h
u2?Vs20.785d2?9/36000.785?0.052?1.27m/s
或: u2?u1(d1268)?0.69()2?1.27m/s d250 G2?u2???1.27?1830?2324.1kg/(m2?s)
11．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,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程: z1g?p1p112?u12?z2g?2?u2??Wf ?2?2 简化: H?(u2??Wf)/g ?(?1?20)?9.81?2.09m
12．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为70mmH2O，
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问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。
解：1、2两截面间列柏努利方程： z1??h p1p1212?u1?z2?2?u2??hf ?g2g?g2g??33???2.5???1.23m/s ??47??22其中：z1??h??d1z2 u2?u1??d?21 2
p1?p21122?(u2?u1)??hf?(1.232?2.52)?0.07??0.17m ?g2g2?9.81说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。
13．如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的表压为80kPa。已知输送管路为?48?3.5mm的钢管，管路系统的能量损失与流速的关系为?Wf?6.8u2（不包括出口能量损失），试求：
（1） 水的流量；
（2） 若需将流量增加20％，高位槽应提高多少m？
解：（1）如图在高位槽液面1-1与管出口内侧2-2间列柏努利方程
题13 附图 10m z1g?p2p1p112?u12?z2g?2?u2??Wf ?2?2简化： z1g?12?u2??Wf （1） ?280?103122?u2?6.8u2即 10?9.81?
10002解得 u2?1.57m/s 流量 VS??4d2u2?0.785?0.0412?1.57?2.07?10?3m3/s?7.45m3/h
'?1.2?1.57?1.88m/s （2）流量增加20％，则u2此时有 z1g?'p212?u'2??W'f ?26
'z180?1031?(??1.882?6.8?1.882)/9.81?10.78m
10002即高位槽需提升0.78m。
14．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。现要求输送量为40×10kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），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’间列柏努利方程:
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题14 附图
z1g?p1p112?u12?We?z2g?2?u2??Wf ?2?2p1?We?z2g?p2?p1p212?u2??Wf ?2简化:
? We??ms??12?u2?z2g??Wf 240?103?6003600?1.2m/s 0.785?0.142 u2?0.785d2(1.3?2.0)?1061??1.22?30?9.81?150 ?We?6002 ??721.6J/kg
? 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中
15．用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为2m3/h，输送管路为φ37×3.5mm的无缝钢管。两槽中液位恒定。设管路的总压头损失为1m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3。试计算压缩空气的压力。
解: 以容器中液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,且以
1-1’面为基准,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:
题15 附图
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p1p1212?u1?z1?2?u2?z2??hf ?g2g?2g 简化:
p112?u2?z2??hf ?g2gVs2/3600??0.786m/s ?20.785?0.032d4 其中: u2? 代入: p1??g(12u2?z2??hf) 2g ?1830?9.81?(
1?0.7862?12?1)
2?9.81?234kPa(表压)
16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。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，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为?Wf?u2J/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??gh
p78?103??7.95m ?h??g103?9.81题16 附图
1 h (2) 阀门全开:
在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程: z1g?p1p112?u12?z2g?2?u2??Wf ?2?2p212?u2??Wf ?2 简化: z1g?75?103122?u2?u2 7.95?9.81?
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