2022年化工基础课后习题答案(高教版)学习课件.docx
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1、2022年化工基础课后习题答案(高教版)学习课件流体流淌和输送1、液体高度:,器底所受的力:压强:指示液为 CCl4,其读数:2、人孔面积:压力:槽壁面积:槽壁所受压力:3、 4、6、(1)求空气的体积流量 流通截面:体积流量:(2)求质量流量 表压:绝压: 空气的平均分子量: 当时温度:空气密度:∴质量流量:7*、对容器 A孔口流速:体积流量:流出的总体积: 液体降至 0.5m 处所需时间:剩余部分为非稳定流淌,所需时间:对于容B 由于 B 下端有短管,管内流体在流淌中有下拉液体的作用,故需时间短。8、以水平管中心线为基准面,在 11,22,间列柏式,在操作条件下,甲烷的密度:
2、 水柱压差计读数: 9、 10、对孔板流量计:流量与流速度关系:,即 , (1)当读数为 80mmHg 时, ,即误差1.2%(2)读数为 20mmHg 时, ,即误差4.9% (3)指示液为四氯化碳时, ∴流量的相对误差与以上相同。11、体积流量: 质量流量:导管中苯的流速:12、忽视阻力, , , , 将数据代入,得 体积流量: 13、 , , , , ∴ ,空气流量:质量流量: , , , 解得, ,体积流量: 14、当量直径: 流速:湍流15、 相对粗糙度:,查图得16、 , ,查图得 H1=0,H2=10,v1=0,v2=2.2,P2=0, 17、用试差法
3、求流量,λf(Re),Re=f(v),难以干脆求解。由 Reλ 图可见,对 ε0.001 的无缝钢管而言,Re 在 2×1041×107 之间,λ 值在 0.020.028 之间,设 λ0.025,H1=5,H2=0,P1=P2=0(表压),v1=0,查图得 λ0.0235, 苯的体积流量:qv=1.47×0.785×0.0282=0.91L/S(若设 λ0.024,qv=0.92L/S)校核: 基本相符。18、剧烈湍流时,λ 可看作
4、常数。,,10=1.2764×10-6/d5d5=1.2764×10-7,∴d=42mm19、(1)、 (2)、 (3)、 20、(1)、 ,增加 3 倍(2)、(3)、 ,增加 1 倍21、(1)、 , ,∴ (2)、, ,22、 , 查图,λ0.034, P1=P2=0,H1=0,动压头可忽视有效功率:轴功率:23、 , H1=0,v1=0,H2=15,v2=0.74,P1=P2=0(表压)∴理论功率:轴功率:24、 ,∴主管中水的流量:支管中流量: 25、支路管道26、40mm 水柱0.4kPa
5、(表压),肯定压:101.3+0.4=101.4kPa 50空气密度:空气在导管中流速: , , 查图 λ0.026 输送功率:效率: 27、(1)、更换后,输出量为:扬程:(2)、两台并联两台并联后输出水量最多能达到 20m3/h,但是在 6.3m 的扬程下,而不是 25m。实际并联两台的输出水量总小于 20m3/h。两台串联的水泵扬程最多为 12.5m,但是在流量为 10m3/h时,实际串联两台的扬程总小于 12.5m。28、30时水的蒸汽压:当地大气压:允许安装高度:现安装在水源上 3m 处,不能正常运转。29、允许安装高度允许吸上高度当地大气压低于标准大气压折算的压头水蒸
6、气压高于 20水蒸气压折算的压头阻力动压头 50水蒸气压:12.23kPa,20为 2.33kPa蒸汽压之差12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O大气压之差101.3101=1.3kPa=0.13mH2O(1)、当流量为 20m3/h 时, 允许安装高度:Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m(2)、流量为 30m3/h , 允许安装高度:Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m30、流淌型态由 Re 确定,要使流淌型态相像,则两种状况下 Re 应相等。设 1 为设备条件,2 为模型条件, 31、(1)、 (2)、 , (3)、传 传 热1、
7、a、散热速率:29606 . 024 . 09 . 024 . 060 730mW tA=+-=D=Fld交界面温度: 44424 . 09 . 0960730/111 2= - =F- =dlAt tb、23606 . 024 . 009 . 01 . 09 . 024 . 060 730mW tA=+ +-=D=Fld2、依据,( ) t tA- =F1a炉气温度: 73230960730/1= + =F+ = aAt t外界温度: 122096060/23 3= - =F- =aAt t4、设交界面温度为 t( ) ( ) 30 80 302 1- = - = Fdldlt&there4
8、; 230 30 505020030 5021= + = + =ddt6、设饱和蒸汽的K mW.101002= a,304kPa 饱和蒸汽温度1342212412 = = Gr,为湍流∴K mWGrd. 2316 . 373 Pr) ( 135 . 0 = =la釜壁温度认为蒸汽温度,主要是因为新器壁的导热系数很大,即钢的导热系数大。13、7 910 2 10 Pr = Gr,属于自然对流中的湍流传热。31Pr) ( 135 . 0 Grdla =,其中22 3mb r t glGrD=,小管下标为 1,大管为 2,则3122 2 312 23212/=DD=llt glt gl
9、GrGrm b rm b r,1012123112= = =ddllGrGr,1/PrPr12= =l ml mCC因为温度和物系相同,λ、d、C、μ、ρ、β、Δt 均不变,因小管传热时730 2 Pr Gr,则大管730 2 Pr Gr,10PrPr311 12 212=GrGraa,t AD = F a,对单位面积而言,101212= =FFaa∴1 210F = F,即单位面积的热损失不同,比值为 10。14、2 2 121 11ln1 12r rrrt La l ap+ +D= F初始时,令分母P105335 . 0012
10、5 . 0 150001011 . 00125 . 0ln501011 . 0 200011=+ += p积垢后,令分母P21532 . 00125 . 0 150001011 . 00125 . 0ln501010 . 0011 . 0ln11010 . 0 200011ln1ln1 122 2 11221 221111 12=+ + +=+ + + =r rrrrrpa l l a ∴% 8 . 341532 . 005335 . 0111212= = =FFpp 传热量为原来的 34.8%15、mt KAD = F,274 . 10 38 4 0225 . 0 14 . 3
11、 m n dl A = = = p 45240 50=+= Dmt,381 = r vA q m( )SJt C vA t C q m64432860 90 3000 1200 38 02 . 0 785 . 0 5 . 0 3821=- = D = D = F rK mJt AKm2133345 74 . 10644328=DF= 冷流体的质量流量:( ) Skgt Cq m 7 . 1020 40 3000644328=-=DF=17、并流:( ) ( ) 6 . 114180 220220 350ln180 220 101 3501=- - -= Dmt逆流:( ) ( ) 6 . 14
12、3101 220220 350ln101 220 180 3502=- - -= Dmt2 2 1 1 m mt KA t KA D = D = F 25 . 16 . 1146 . 1431221= =DD=mmttAA19、( )74 . 1 228 . 08 . 08 . 0= = =vvaaK mWK25 . 3173373435000500 500 74 . 1500 500 74 . 1= =+ =( ) ( ) 202 2 1- = - t C q T T C qm mr r,m mq q 2 = 50 2 1202 2- = - t T∴,216022Tt -=
13、( ) ( ) ( ) 20 8000 20 4000 1010 002 . 0 202 2 2- = - = - t t t C q m r ( )( ) ( )20220ln20 12022 5 . 317 20 8000222 22- - - - = D = - TtT tt KA tm 将216022Tt -= 代入,设 2 . 492= T,整理4 . 352 . 296 . 64ln4 . 3579375 . 0 4 . 35 = = 方程两边相等,说明假设正确,∴热流体出口温度49.2。21、下标 1 表示热,2 表示冷。) 285 310 ( ) 373 420
14、(2 2 1 1- = - C q C qm m,∴5 . 02 21 1=C qC qmm增长后:) 285 ( ) 373 420 (2 2 2 1 1- = - t C q C qm m22 21 1285 ) 350 420 ( tC qC qmm = + -,∴K t 3202= 原来的传热温差:( )K t m 5 . 1012) 285 373 ( 310 4201=- + -= D管长增长后:( )K t m 5 . 822) 285 350 ( 320 4202=- + -= D下标 1 为原来,2 为增长后4 . 1285 310285 3202
15、212=-=DD=FFt C qt C qmm,4 . 11 12 212=DD=FFmmt KAt KA,655 . 15 . 825 . 1014 . 112= =AArl A p 2 =,655 . 112=ll,故增长 65.5%(2)、并流时) 285 310 ( ) 373 420 (2 2 1 1- = - C q C qm m,5 . 02 21 1=C qC qmm增长后:) 285 ( ) 350 420 (2 2 2 1 1- = - t C q C qm m,∴t2=320K原来:( ) ( )K t m 5 . 92310 373285 420ln310
16、 373 285 420=- - -= D增长后:( ) ( )K t m 8 . 69320 350285 420ln320 350 285 420=- - -= D855 . 18 . 695 . 924 . 112= =AA ∴并流时换热器管长应增加 85.522、mt KAD = FJ t C q Qm101000000 ) 20 60 ( 2500 1010 = - = D = F = t K mWK22 12 17 . 74010100 80010100 800=+=+=a aa a,一侧恒温,K t m 7 . 574080ln40 80=-= Dm mt dl K
17、 t KA D = D = F t mt d KQlm6 . 87 . 57 048 . 0 14 . 3 7411800101000000= =D=pt kgHQD 3 . 443 . 2258101000000= =D=, () 饱和蒸汽的汽化热 101 - - DH∴把 10 吨 20的盐水加热到 60,需饱和蒸汽 44.3kg23、求换热面积:28 . 1 2 022 . 0 14 . 3 13 m dl n A = = = p热量衡算:油释出热量水汲取热量t C q T C qm mD = D1 1 ) 15 ( 420036001400) 90 ( 220036001
18、6002 2- = - t T 2 267 . 1 115 t T - =( ) ( )1590ln1051590ln15 90222 2222 2- -=- - -= DTtt TTtT tt m (未完)24、t C q t KAm mD = D( )22 21010 180000218020002) 101 ( 20 1015 400 tt t- =-=- + - 192000 9600 ) 20 ( 2000 800 12 . 0 5 . 0 ) (2 2 1 2- = - = - = D t t t t C vA t C q m r 192000 9600 1010 1800002
19、2- = - t t 解得 t2=35.125、冷凝放热量:kJ H D Q 440000 880000 500 = = D =冷却放热量:kJ t Cp q Qm67900 ) 30 5 . 78 ( 2800 500 = - = D = S JQ Qq / 14110136005079003600= = += 冷却水用量:t p C q m D = FSkgp Cq m 68 . 120 4200141101) 15 35 (=- F= 冷却段传热面积 A2:SkJ9 . 183600679002= = F,15的水汲取 q2 的热量温度变为 t2 68 . 268 . 1 4200189
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