《化工原理》第四版习题答案
【1-28】水的温度为10℃，流量为，在直径、长为100m的直管中流动。此管为光滑管。(1)试计算此管路的摩擦损失；(2)若流量增加到，试计算其摩擦损失。
解 水在10℃时的密度，黏度，光滑管。 (1) 体积流量 流速 雷诺数 摩擦系数 摩擦损失 (2) 体积流量
因流量是原来的3倍，故流速 雷诺数湍流
对于光滑管，摩擦系数用Blasius 方程式计算
??0.3164Re0.25?0.3164(5360)0.25?0.037 也可以从摩擦系数与雷诺数Re的关联图上光滑管曲线上查得，。摩擦损失
《化工原理》第四版习题答案
【1-29】试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：(1)如习题1-29附图(a)所示，套管式换热器外管为，内管为；(2)如习题1-29附图(b)所示，列管式换热器外壳内径为500mm，列管为的管子174根。
习题1-29附图
解 (1)套管式换热器，内管外径，外管内径 当量直径
(2) 列管式换热器，外壳内径，换热管外径，根数根 当量直径
【1-30】常压下35℃的空气，以12m/s的流速流经120m长的水平管。管路截面为长方形，高300mm，宽200mm，试求空气流动的摩擦损失，设。
解 空气，，流速。管路截面的高。 当量直径 雷诺数
?de?0.0005, 查得?=0．0192, l?120m
摩擦损失
《化工原理》第四版习题答案
【1-31】把内径为20mm、长度为2m的塑料管（光滑管），弯成倒U形，作为虹吸管使用。如习题1-31附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中的液体自动流出。液体密度为，黏度为。为保持稳态流动，使槽内液面恒定。要想使输液量为，虹吸管出口端距槽内液面的距离需要多少米？
解 已知，体积流量 流速
从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面
2u2?l?uh????????2g?d?2g
湍流
Re?du???0.02?1.504?1000?3.01?104?31?10光滑管，查得，管入口突然缩小 U形管（回弯头）
22??1.504h??1?0.0235??0.5?1.5??0.617m
0.02??2?9.81
习题1-31附图 习题1-32附图
《化工原理》第四版习题答案
【1-32】如习题1-32附图所示，有黏度为、密度为的液体，从高位槽经直径为的钢管流入表压为的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为，钢管的相对粗糙度，管路上的阀门当量长度。两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H。
解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H，以低位槽液面为基准面。
，
Z1?H,Z2?0,管内流速u?1m/s,管径d?0.106m
液体密度 雷诺数
?/d?0.002，查得??0.0267
管长，阀门，高位槽的管入口，低位槽管出口，90°弯头
2p2?l?le?uH????????g?d??2g
0.16?106??12?190???0.0267???50??05.?1?075.???239m. 765?9.81?0106.2?981.????【1-33】如习题1-33附图所示，用离心泵从河边的吸水站将20℃的河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m。管路为的钢
《化工原理》第四版习题答案
管，管长1800m，包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为，试求水从泵获得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度。
解 水在20℃时，
d?0.106m, l?le?1800m
流量 流速 湍流 查得 摩擦阻力损失
以河水水面为基准面，从河水水面至水塔处的水管出口之间列伯努利方程。
外加机械能
【1-34】如习题1-34附图所示，在水塔的输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中的流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。
解 在水塔高度H不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。