化工原理作业汇总.doc

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1、化工原理上册绪论作业题【0-1】从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI制。（1）40℃时水的粘度μ=0.00656g(cm·s)（2）某物质的比热容CP=0.21BTU/(lb·F)（3）密度ρ＝1386kgf·s2/m4（4）传热系数KG=24.2kmol/(m2·h·atm)（5）表面张力σ＝71dyn/cm（6）导热系数λ＝1kcal/(m·h·℃)[答：μ=6.56×10-4Pa·s；CP=0.8792kJ/(kg·℃)；ρ＝13600kg/m3；KG=6.636×10-5kmol/(m2·s·kPa)；σ＝7.1×10-2N/m；λ＝1.163W/(m·℃

2、)]【0-2】清水在圆管内对管壁的强制湍流对流传热系数随温度的变化可用下面经验公式表示，即：α＝150（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2式中α――对流传热系数，BTU/(ft2·h·F)；T――热力学温度，K；u――水的流速，ft/s；d――圆管内径，in。试将式中各物理量的单位换算为SI制，即α为W/(m2·K)，T为K，u为m/s，d为m。[答：α＝1057（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2]第一章流体流动1-1流体静力学基本方程式1-1．在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部

3、有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？[答：至少要7个]1-2．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1＝400mm，R2＝50mm指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3＝50mm。试求A、B两处的表压强。[答：PA=7.16×103Pa（表压），PB=6.05×104Pa]1-3.本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H=1m，U管压差

4、计的指示液为水银，煤油的密度为820kg/m3。试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离h。[答：h=0.418m]1-4.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽压，U管压差计的指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。大气压强Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水蒸气的压强P。（分别以Pa和kgf/cm2来计量）。[答：P=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2]1-2流体在管内的流动1-5．列管换热器的管束由1

5、21根φ25×2.5mm的钢管组成。空气以9m/s速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃、压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。试求：（1）空气的质量流量；（2）操作条件下空气的体积流量；（3）将（2）的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。[答：（1）1.09kg/s；（2）0.343m3/s；(3)0.84m3/s]1-6．高位槽内的水面高于地面8m，水从108×4mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按Σhf=6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，m/s。试计算：（1）A-A’截面处水的

6、流速；（2）水的流量，以m3/h计。[答：（1）2.9m/s；（2）82m3/h]1-7．20℃的水以2.5m/s的流速流经φ的水平管，此管以锥形管与另一53×3mm的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插一垂直玻璃管以面察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg求两玻璃管的水面差（以mm计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。[答：88.6mm]1-8．用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103P

7、a；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按Σhf,1=2u2与Σhf,2=10u2计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（表压）。试求泵的有效功率。[答Ne=2.26kW]1-3流体的流动现象1-9.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/h。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，试计算：（1）若泵的效率为70％