化工原理天津大学版化上下册习题答案

解:总能量损失∑hf=∑hf+,1∑hf,2

u1=u2=u=2u2+10u2=12u2 在截

z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u2/2+P1/ρ+∑hf,1

( P0-P1)/ρ= z1g+u2/2 +∑hf,1 ∴u=2m/s ∴ ws=uAρ=7.9kg/s

在真空表与排水管-喷头连接处取截z1g+u2/2+P1/ρ+We=z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf,2

∴We= z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf,2—( z1g+u2/2+P1/ρ) =12.5×9.81+(98.07+24.66)/998.2×103+10×22

=285.97J/kg

Ne= Wews=285.97×7.9=2.26kw

11.本题附图所示的贮槽内径D为2m,槽底与内径d0为33mm的钢管相连,槽内无液体补充,其液面高度h0为2m(以管子中心线为基准)。液

体在本题管内流动时的全部能量损失可按∑hf=20u2公式来计算,式中u为液体在管内的流速m/s。试求当槽内液面下降1m所需的时间。

分析:此题看似一个普通的解柏努力方程的题,分析题中槽内无液体补充,则管内流速并不是一个定值而是一个关于液面高度的函数,抓住槽内和管内的体积流量相等列出一个微分方程,积分

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求解。

解:在槽面处和出口管处取截面1-1,2-2列柏努力方程 h1g=u2/2+∑hf =u2/2+20u2 ∴u=(0.48h)1/2=0.7h1/2

槽面下降dh,管内流出uA2dt的液体 ∴Adh=uA2dt=0.7h1/2A2dt

∴dt=A1dh/(A20.7h1/2)

对上式积分:t=1.⒏h

12.本题附图所示为冷冻盐水循环系统,盐水的密度为1100kg/m3,循环量为36m3。管路的直径相同,盐水由A流经

两个换热器而至B的能量损失为98.1J/kg,由B流至A的能量损失为49J/kg,试求:(1)若泵的效率为70%时,泵的抽功率为若干kw?(2)若A处的压强表读数为245.2×103Pa时,B处的压强表读数为若干Pa?

分析:本题是一个循环系统,盐水由A经两个换热器被冷却后又回到A继续被冷却,很明显可以在A-换热器-B和B-A两段列柏努利方程求解。

解:(1)由A到B截面处作柏努利方程 0+uA2/2+PA/ρ1=ZBg+uB2/2+PB/ρ+9.81 管径相同得uA=uB ∴(PA-PB)/ρ=ZBg+9.81

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由B到A段,在截面处作柏努力方程B ZBg+uB2/2+PB/ρ+We=0+uA2+PA/ρ+49

∴We=(PA-PB)/ρ- ZBg+49=98.1+49=147.1J/kg ∴WS=VSρ=36/3600×1100=11kg/s Ne= We×WS=147.1×11=1618.1w

泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw (2)由第一个方程得(PA-PB)/ρ=ZBg+9.81得

PB=PA-ρ(ZBg+9.81)

=245.2×103-1100×(7×9.81+98.1) =6.2×104Pa

13. 用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽,两槽的液位恒定。管路直径均为ф60×3.5mm,其他尺寸见

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