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化工基础习题解答

2019-08-10 11:47 来源: 震仪

  化工基础习题解答_理学_高等教育_教育专区。化工基础习题解答(第二版张近主编) 第3 章 流体流动过程及流体输送设备 1、 某合成氨工艺以煤为原料的气化法生产中,制得的半水煤气组成为:H242%,N221.5%, CO27.8%, CH41.5

  化工基础习题解答(第二版张近主编) 第3 章 流体流动过程及流体输送设备 1、 某合成氨工艺以煤为原料的气化法生产中,制得的半水煤气组成为:H242%,N221.5%, CO27.8%, CH41.5%,CO27.1%,O20.1%(均为体积分数),求表压为88.2kPa,温度为25℃时,混合气体 的密 度。 解:解法一:先求混合的摩尔质量; 算出在操作温度和压力下各纯组分的密度,然后再按组分的摩尔分数叠加。解法略。 6、 套管换热器的内管为φ25mm×2.5mm,外管为φ57mm×3.5mm 的无缝钢管。液体以5400kg/h 的流量流过环隙。液体的密度为1200kg/m3,粘度为2× 10-3Pa· s。试判断液体在环隙流动时的流动 形态。 解:设大管内径为d1,小管外径为d2 流体在环隙流动当量直径为:de=d1-d2 7、 现要求将原油以一定流量,通过一条管道由油库送往车间,并保证原油在管道中呈层流流 动,现分别提出如下措施:(1)管道长度缩短20%;(2)管径放大20%;(3)提高原油温度 使原油粘度下降20%,而假设密度变化不大,可忽略不计。问上述措施分别可使由于管道沿程 摩擦而损失的机械能比原设计降低百分之几? 8、 欲建一水塔向某工厂供水,如图所示,从水塔到 工厂的管长(包括局部阻力当量长度)为500m,最大 流量为0.02m3· s-1。 管出口处需保持10m 水柱的压头 (表 压)。若摩擦系数λ=0.023,求:(a)当管内流速为1.05 m· s-1,所需管径及塔高;(b)当管内流速为4 m· s-1,所需 管径及塔高;(c)由(a)、(b)计算结果,分析满足一定流 量时,塔高与管径的关系。 解: 如图选取1, 2 截面, 计算基准面为管出口水平面。 压力以表压表示。 在1→2 列柏努利方程,得: 9、 用离心泵经φ57mm×3.5mm 的钢管,将敞口 贮罐内的有机溶剂(粘度为20× 10-3)Pa· s,密度为 -3 800 kg· m ),输送到反应器中,设贮罐内液面离 反应器内液面高度保持16m, 见附图。 已知钢管总 长度(包括局部阻力当量长度)为25m,反应器内 压力恒定为4kgf· m-2(表压),有机溶液输送量为 6.6m3· h-1,试确定泵提供的压头。 解:如图选取截面1,2 计算基准面为敞口贮罐液 面,压力以表压表示。 在1→2 列柏努利方程,得: 10、 用泵将密度为850kg· m-1 的某液体从低 位槽打到高位槽。 低位槽据地面高2m, 管子 出口距地面高20m, 管路阻力损失为30J· kg-1, -1 泵入口流速为0.915m· s ,入口管径为 φ89mm×6mm,出口管径为φ60mm×4mm, 求泵的有效功率。 解:如图选取低位槽液面为1-1 面,高位槽 为2-2 面,地面为计算基准面,在1→2 列 柏努利方程,得: 11、 如图所示,槽内水位维持不变,槽底部 与内径为100mm 的钢管联结,管路上装有一 个闸阀,阀前离管路入口端15m,B 处装有一 个指示剂为汞的U 型管压差计,测压点与管 路出口端之间距离为20m。 (1)当阀门关闭时读数R=600mm,h=1500mm。 阀门部分开启时, 测得R=400mm, h=1400mm, 管路的摩擦系数取λ=0.02,入口处局部阻力系 数取ξ=0.5,问管内流量为多少m3/h? (2)阀门全开时 (取闸阀全开le/d=15, λ=0.018) , 问压差计测压点B 处的静压强为多少kPa(表 压)? 解:(1) a、首先根据当阀门关闭时R,h 求水槽液面到出口处的垂直距离H。 根据流体静力学方程 解得:H=6.66m。 b、当阀门部分开启时B 点的压力为 在1→B 列柏努利方程,0-0 面为计算基准面

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