化工基礎(chǔ)題目答案

1、一1.（12分）水塔供水系統(tǒng)，管路總長Lm(包括局部阻力在內(nèi)當量長度)11到22的高度H(m)規(guī)定供水量Vm3h。當忽略管出口局部阻力損失時，試導出管道最小直徑dmin的計算式。若L=150m，H=10mV=10m3hλ=0.023，求dmin答案在11′與22′間列柏努利方程，以通過水平管的中心線為水平基準面gZAuA22pAρ=gZBuB22pBρ∑Wf(Z1Z2)(p1p2)ρg=Wf=λ(Ld)u222g；由(p1p2)=0(

2、Z1Z2)=H∴H=λ(Ld)u222g而u2=Vh[3600(πd24)]代入上式H=λ(8VhL3600πg(shù)d2)=d2=λ(8LVh3600πg(shù)H)∴d=[λ(8LVh3600πg(shù)H)]0.5代入數(shù)據(jù)：d=[0.023(8150103600π9.8110)]=0.0466m=46.6mm2.（12分）某廠如圖所示的輸液系統(tǒng)將某種料液由敞口高位槽A輸送至一敞口攪拌反應(yīng)槽B中輸液管為φ382.5mm的銅管已知料液在管中的流速為ums系

3、統(tǒng)的ΣWf=20.6u22[Jkg]因擴大生產(chǎn)，須再建一套同樣的系統(tǒng)所用輸液管直徑不變，而要求的輸液量須增加30%問新系統(tǒng)所設(shè)的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增高多少答案低液面22為基準，在11與22間列柏努力方程：gZAuA22pAρ=gZBuB22pBρ∑Wf∵u1≈0≈u2p1=p2于是gZ1=gZ2ΣWfg(Z1Z2)=ΣWf=20.6u22u=[2g(Z1Z2)20.6]0.5=(29.81620.6)0.5=2.39msZ1′

4、=Z220.6u′22g=520.6(1.32.39)2(29.81)=15.14m增高為：Z1′Z1=15.1411=4.14m3.（15分）如圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為φ382.5mm、長為30m的水平直管段AB并裝有孔徑為16.4mm的標準孔板流量計來測量流量流量系數(shù)Co=0.63。流體流經(jīng)孔板永久壓強降為3.5104Nm2，AB段的摩擦系數(shù)可取為0.024。試計算:⑴液體流經(jīng)AB管段的壓強差；⑵若泵的軸功率為500W，效率為

5、60%，則AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百分率。答案⑴在AB之間列柏方程(管中心線為基準面)：gZAuA22pAρ=gZBuB22pBρ∑WfpAp2=ρ∑Wf=ρλLu22d△p孔u0=C0[2gR(ρ2ρ)ρ]=0.63[29.810.6(13600867)867]=8.284msu=(16.433)28.284=2.046ms∴pApB=0.024(300.033)(2.04622)8673.5104=74590Nm2

6、⑵Ne=We.Ws=(74590867)[(π4)d2uρ]=86(0.7850.03322.046867)=130w有效功率百分數(shù)=130(5000.6)100%=43.3%4.（18分）如本題附圖所示，槽內(nèi)水位維持不變。槽底部與內(nèi)多大？取主管的摩擦系數(shù)為0.018，支管的摩擦系數(shù)為0.03。答案設(shè)主管中水流量為V1，支管中水流量為V2則V＝V1＋V2V2＝0.785d22u23600＝2.72m3hu2＝2.72（36000.

7、7850.0532）＝0.343ms∑Wf2＝λ2（l2d2）u222＝0.03100.0530.34322＝0.333Ｊkg∑Wf2＝∑Wf1＝λ1（l1d1）u122∴0.01820.3u122＝0.333Ｊkg解得u1＝2.36ms∴Vs＝π4d12ｕ13600＝0.7850.322.363600＝600m3h∴總流量V＝600＋2.72＝602.72m3h7..（16分）在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為φ382.5mm

8、、長為30m的水平直管段AB，在其中間裝有孔徑為16.4mm的標準孔板流量計來測量流量，流量系數(shù)Co為0.63，流體流經(jīng)孔板的永久壓降為6104Pa，AB段摩擦系數(shù)λ取為0.022，試計算：⑴液體流經(jīng)AB段的壓強差；⑵若泵的軸功率為800w，效率為62%，求AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百分率。已知:操作條件下液體的密度為870kgm3U形管中的指示液為汞其密度為13600kgm3。答案uo=Co[2gR(ρ′ρ)ρ]=0.63[

9、20.69.81(13600870)870]=8.27msu=(dod)2uo=(16.433)28.27=2.043msWs=2.043[(π4)0.0332]870=1.52kgs⑴流體流經(jīng)AB段的壓強差：在A與B兩截面間列柏努利方程(管中心線為基準面)ZAg(pAρ)(uA22)=ZBg(pBρ)(uB22)ΣWfZA=ZBuA=uBΣWf=λ(ld)(u22)(610ρ)=0.022(300.033)(2.04322)(

10、6104870)=111Jkg∴pApB=ρΣWf=870111=96570Pa⑵Ne=8000.62=496wAB段所消耗的功率N：N=WsΣWf=1.52111=168.7w∴NNe=118.7496=0.34=34%8.（18分）某液體密度800kgm3，粘度73cp，在連接兩容器間的光滑管中流動，管徑300mm，總長為50m(包括局部當量長度)，兩容器液面差為3.2m(如圖示)。求：⑴管內(nèi)流量為多少⑵若在連接管口裝一閥門，調(diào)節(jié)