1、流體流動和輸送1、液體高度：戶辟建二陽g區(qū)二工*227也1200器底所受的力:F=履=227加足0785M伊加?xl200!m乂9包與=21字=21收sS壓強(qiáng):2kNA0785xlaw=261kPa指示液為CC14,其讀數(shù):_P地R_13600x02氏1600=1.7洲四氯化碳柱2、人孔面積：乂=0.785：.6=.一283修壓力:=880x9.81(4-0一&x0.283=7除N槽壁面積:刃=3.14x3x4=3Um2槽壁所受壓力:4XT=880xgx-x37.7=650913-7818=6431M23、H005x800H-0,4喀100020x800-6海1000陽1000x9.8

2、1A=n-d2=38x0,785x0022=001為口6、(1)求空氣的體積流量流通截面:4體積%=vJ4=10x0.012-012流量："(2)求質(zhì)量流量表壓:p=250股刑兩=250x"L3=33.3kPaini2飛二卜口760絕壓：=1013+333=134.6laawm八"日=21%x32+79%x28=29日廣7-273+50373K空氣的平均分子量：3a當(dāng)時溫度：,一/2十口"一口£,姬史&J346X29八45與空氣密度：RT8314x323冽,質(zhì)量流量:qK=0.12x145=0174上1一=匕痣二.62mj2x905=1

3、942竺體積7*、對容器A孔口流速：*gv-vj4=1.942x0785x0.025a=953xl0-4流量：S流出的總體積:液體降至0.5m處所需時間:g07859.53x10-824s剩余局部為非穩(wěn)定流動,所需時間:ia4h2x0.785乂仔xVo3s必062x0.785x0,0252x72x9.81=824對于容v=c72gA=0.62x72x9.81x1.5=3.36B/1/0785qv=vj4=3.36X0.735X00252=1,65乂101=476s串Sqv1.65x10=x(VB-71)842g2x0,785xl3062x0.785x0,025ax72x981x0.225=26

4、2r=0.735xl3(l5-0.5)=0.785w3由于B下端有短管,管內(nèi)流體在流動中有下拉液體的作用,故需時間短.8、以水平管中央線為基準(zhǔn)面,在11,22,間列柏式,*尸1_vi04、1*00海2g咫2/咫1月3600x0.785x0.32W-hpg-0.02xlOOOx9,8120x981P(2180016海3600x0785x0.2a-7在操作條件下,甲烷的密度:224#/16(101325+20x9.81)x27322.4x101325x293=0,667與m"辦二包二二十立上1620g您2g咫2g2x9,810667g2x9.SI=13.05+30-2.57=AOAlmC

5、Ct*水柱壓差計讀數(shù)：40.47x0.667»八100039、300kg湛a-woo>>pitsvo=Cof2x9.81x0.4xl000=49.751.18=4y口戶=0785x802*x4975xl18=0.01845=66.24Sh10、對孔板流量計:流量與流速度關(guān)系：-''弓“8氐(1)當(dāng)讀數(shù)為80mmHg時,=1.01230,即誤差=1.2%(2)讀數(shù)為20mmHg時,虱=1.04920,即誤差=4.9%CqCq(3)指示液為四氯化碳時,流量的相對誤差與以上相同.11、2gAs=Q622x9.01x0.5(13600-065)865=voJ4=7

6、.45x0785x0.01652=0.00159體積流量：3質(zhì)量流量:q部=0,00159x865=1,375S導(dǎo)管中苯的流速:,=%§*=745x筌-863最a333區(qū)+二+為二/十二+立12、忽略阻力,2g限電限氏=0,G=45陽,4=150同=100衛(wèi)1/d口3003弓Mgv2=7%=7%=而；修=2281Vj=174%“u將數(shù)據(jù)代入,得S%=V14=1,7X0785X0.32=433體積流量：H二士立二£十"十»13、為=°,/=0,'2%,咫2號陽2x981x0.025x1000L2二409受為=20.2,.空氣流量:=20.

7、2x0.7S5xOJ23=0635Sq制=?=0.635x1,2=0.76質(zhì)量流量："包=由十立+五二£1+2且耳-舄二且您2g咫您2號pgg?月=月5+出我衣="尸=態(tài)4&=片一舄%=143已解得,W,體積流量:=v2A=14,3x0.785x023=0.4514、當(dāng)量直徑：=-=005-0.025=0025v=-以=2覆=0,002&S流速：)54001200x3600x0785(0.052-0025s)=.騏Re.0*120.-io*0.002湍流15、心.卬31.二刑0.0.001相對粗糙度:d21=0.0005查圖得X=0.025&quo

8、t;1015=a=0.025：=1,365所fd2g0.0212x9.81功二甩二1365x1000x981=34kPa0.00216、A0785x0,034R.乂.網(wǎng).二湖00.025£二三二些二00015d34,查圖得4=0.039H1=0,H2=10,v1=0,v2=2.2,P2=0d2g4022=1840xl0+1+000391=0.0342x9.8117、用試差法求流量,入=f(Re),Re=f(v),難以直接求解.長二至+H2g=11+兄人)二d2甘Re在2X1041X107之間,入值在0.02,v1=0由Re入圖可見,對彳0.001的無縫鋼管而言,0.028之間,設(shè)入=

9、0.025,H1=5,H2=0,P1=P2=0表壓2組Re=0.028x147x8800.65X1Q-3=55724,查圖得入=0.0235,父9田1父5二+0,025-S0.028苯的體積流量：qv=1.47X0.785X0.0282=0.91L/S假設(shè)設(shè)入=0.024,qv=0.92L/S*校核：?、l+2一1+0.02351.470.028/2x9.81=4.73wi根本相符.1018、強(qiáng)烈湍流時,入可看作常數(shù).3600x0785d2g0.021d2x9811.2764x10竺7.Pg10=1.2764x10-6/d5d5=1.2764X10-7,.d=42mm19、(1)、642164

10、21H門64d(1)、20、M"1x-外5凸RcAvi兔1=4x2(=336Pl二心=,221、二二=3P3=匕臼匕%?054IV1P1>0.2J=1P2V23PM31七匕、叫=證駕尸匕二涵與373-匕=1.377；27311273P)P=CL732Qim弓ro31373巧=172伶%=213密42&Pi2025NA片4=1.452522、V-3600x0.785x0i.075a=1.57"R空三山網(wǎng)"7065.0.002w04=-=0.00531201.570.0752x9.31查圖,入=0.034,d(1+025)=73牌,P1=P2=0,H1=

11、0,動壓頭可忽略屆二巴,+月,二25+78=328憎上T*2/有效功率:Ns=GgH=25X1200x9.81x32.8=2.68UN=4.47t3600軸功率：0.6720023、p=足900x3600x0785x0062R.一.62"74x9.二2人旦二.390.0251652H1=0,v1=0,H2=15,v2=0.74,P1=P2=0表壓He=H2+合+%=15+.+.039X400062F口0743+15x2x9.81=1615第理論功率:Pt=電腐為=16.15x900x9.81x72003600x900=3Y1W軸功率:=0,80.424、嗎=Z3600x0.785x0

12、.05?=.嘴Vi=2.51£主管中水的流量:<?¥l=25x07S5x0323=Cl177S支管中流量:336000.0008s25、支路管道26、40mm水柱=0.4kPa表壓,絕對壓：101.3+0.4=101.4kPa50c空氣密度:292731017=1.1U"22.4273+50101.3kgv0=0.622x9,811000-1,10,4_戈311口空氣在導(dǎo)管中流速:=13J弱=%4=52.3x07850.053i=0.115工Re=200000二760000.2W6=0.002,查圖上0.026用二0.026"°I%

13、9;=投2咕f0.1062x9.81整二二十一+/=363演咫2x931輸送功率:R457品eT)=45.7%月"叼孫=368x11x981x0,115=457印.一月1000?yt.27、(1)、更換后,輸出量為:14502900x20=哼揚(yáng)程:1450?2900)x25=6,羯(2)、兩臺并聯(lián)兩臺并聯(lián)后輸出水量最多能到達(dá)20m3/h,但是在6.3m的揚(yáng)程下,而不是25m.實(shí)際并聯(lián)兩臺的輸出水量總小于20m3/h.兩臺串聯(lián)的水泵揚(yáng)程最多為12.5m,但是在流量為10m3/h時,實(shí)際串聯(lián)兩臺的揚(yáng)程總小于12.5m.424424上Fa=xlO.33=0.43wj¥aO28、3

14、0c時水的蒸汽壓：】01.3當(dāng)?shù)卮髿鈮海?090kPa=xlO.33=91MHQ1013允許安裝高度：Mg=6.5fl0.339,18)30.43=1.92w?1什卜而匚o丁公匕十心、-任與、'現(xiàn)安裝在水源上3m處,不能正常運(yùn)轉(zhuǎn).29、允許安裝高度=允許吸上高度-當(dāng)?shù)卮髿鈮旱陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓折算的壓頭-水蒸氣壓高于20c水蒸氣壓折算的壓頭阻力動壓頭50c水蒸氣壓：12.23kPa,20c為2.33kPa蒸汽壓之差=12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O大氣壓之差=101.3100=1.3kPa=0.13mH2O(1)、當(dāng)流量為20m3/h時v=-=252-J2-032叫.36

15、00x0785x0,0533S,2g2x981允許安裝高度：Hg=7.2-0.13-1.01-2-0.32=3.74m(2)、流量為30m3/h303600x0.785x0,053vJNq"一二=U口癡HQ2g2x9812允許安裝高度：Hg=5.7-0.13-1.01-2-0.73=1.83m30、流動型態(tài)由Re決定,要使流動型態(tài)相似,那么兩種情況下Re應(yīng)相等.設(shè)1為設(shè)備條件,2為模型條件出第1戶1_/內(nèi)修“1此A=1165+0.5(1.205-1.165)=1.1851m1x8.314(273+25)1013x1000=038坨1、a、散熱速率:：,.：t700-60A=、.=02

16、40.240.90.6W=9602m交界面溫度:b、t2-t1：'/'/A=700,i二翳二444.0.24中,：t700-60W3602A0.240.10.24m20.90.090.6it-t2、根據(jù),A爐氣溫度:/D/A960二ti二700732c：i30外界溫度:t3=t3i/A二60：2960=12C204、設(shè)交界面溫度為t中=一t-30=-80-30、.1-2=5030=軍05030=230C、250W丁=10000304kPa飽和蒸汽溫度=134c24c=：二2216、設(shè)飽和蒸汽的m.K2421rm=22.5mm2不保溫時:力2二t1-t223.14134-20W一

17、=z=257一l1110.0031m二II二2r2100000.021450.0225150.024,工1111rm112m2、工22保溫時:100000.02123,14134-200,003450.02250.150.037+150,024W=107.7-m2二l.：t7、ln1-lnr1ln竺-0=1.57,60ln-302二l.：t1ln6九r1：220.15ln903010M0.09:13421:220.1560ln301+100.06.：,=0,746.,8、(1)、設(shè)絕熱層外外表溫度為2二l300-t2二lt-20jnH竺0.150.02512M0.045,解得t=110C2二l

18、300-t2二lt-20,ln"竺ln、0.150,0250.100.045、0.04512義(0,045+5)用試探法求得a0.02m=20mmtm(300-25)-(200-175)=104c300-25ln200-17511、Gr=gl二t9.811.238002110“150-120_32(1.510)_10=14,510_.33cC2.2101.510-Pr=0.15=22PrxGr=22父14.5父1010=319父1010>2父107,為湍流13W:-0.135-(GrPr)3=372.6-dm.K釜壁溫度認(rèn)為=蒸汽溫度,主要是由于新器壁的導(dǎo)熱系數(shù)很大,即鋼的導(dǎo)熱

19、系數(shù)大.9713、:PdGr=10>2x10,屬于自然對流中的湍流傳熱.1cgi3：2：'t二三0.135(GrPr)3Gr=d,其中從,小管下標(biāo)為1,大管為2,那么Gr2Gr1QC一c31gl23：,:t/2_12Gr2312_d2Pr2C"11_110-gl1pPAtn11iJ(G1,11id1Pr1CN/九由于溫度和物系相同,d、C、Pp、3、At均不變,因小管傳熱時PrMGr>2M107,1=10那么大管PrGra2M107,%lGr1PrJ,A=aA&t,對單位面積而言,：J2：'i二10=1061,即單位面積的熱損失不同,比值為10.2

20、二L：t11匕1-ln-14、11A:上初始時,令分母=P111,0.01251p1=-ln=0.0533520000.011500.011150000.0125積垢后,令分母=P21p2=:11111,-ln20000.01010.011110.0125ln0.010500.011=01532150000.0125,：二,2P210.053350.1532=34.8%P1tm*二45C2qm=vA1:38傳熱量為原來的34.8%15、0>=KA&m,A=ndlMn=3.14父0.0225M4M38=10.74m2=qmC：t=vA1：38Ct=0.50.7850.0223812

21、00300090-60J=644328S644328=1333,10.7445m2K中644328“,kgqm=二二10.7冷流體的質(zhì)量流量：CT300040-20s.350-100-220-180：tm1=二114.6C,350-100ln17、并流:220-180逆流:tm2350-180-220-100ln辿四220-100=143.6CA1-：tm2i=KA1；：tm1=KA2%2143.6=1.25114.619、ac0.82V_產(chǎn)0782V1.74500500=1.74K二1.745005009:317.51370Wm2KqmPC1-T2>qmPC(t2-20)qm=2qm1

22、60-T2120-丁2=2t2-50.t2一2)qmDCt2-20=0.00210004000t2-20=8000t2-208000t2-20)；=KA：tm=317.520120-t2-T2-20lnUT2-20t2將160-T22代入,設(shè)A"整理35.435.4=0.79375=35.4,64.6In29.2方程兩邊相等,說明假設(shè)正確,熱流體出口溫度=49.2C.21、下標(biāo)1表不熱,2表不冷.qm1C10.5qm1C1(420370)=qm2c2(310285).qm2c21增長后:qm1C1(420-370)=qm2c2(t2-285)Qm©mk-L(420-350)

23、285=t2qm2c2.t2=320K-tml原來的傳熱溫差：420-310(370-285)91.5/.420-320(350-285)=82.5K管長增長后:2下標(biāo)1為原來,2為增長后：,2qmC.L320-285-=1.4：,qmC.=t1310-285山2KA2：tm2KA1m1A2-97.52=1.4=1.655A182.512-=1.655A=2M,l1,故增長65.5%qm1c1=0.5qm2c2(2)、并流時qmC(420-370)=qm2c2(310-285)增長后:qm1C1(420-350)=qm2Cz(t2-285)t2=320K原來:-tm420-285)T370-3

24、101420-285ln370-310-92.5Ktm增長后：=69.8K420-285-350-3201420-285ln一350一320A292.5=1.4=1.855A69.8.并流時換熱器管長應(yīng)增加85.5%oo：'=KAtmQ=：D.=qmC.：t=10002500(60-20)=100000000J80010000八,=740.780010000一側(cè)恒溫,；：tm80-40ln四40=57.7K中=KA：tm=K.dl.：tm1000000001800K二d：tm7413.140.04857.7=8.6mQ1000000002258.33kgH-100C飽和蒸汽的汽化熱.把

25、10噸20c的鹽水加熱到60C,需飽和蒸汽44.3kg223、求換熱面積：A=n7rdi=13x3.14m0.022x2="m熱量衡算：油釋出熱量=水吸收熱量qmC；：T=qMC：t16002200(90-T2)360014004200(t2-15)3600T2=115-1.67t2二tm90-t2-T2-15105-T2-t2ln90日T2-15lnQT2-15未完24、KA.lm=qmC.：t=180000-1000t2100-20(100-t2)180-t24005=20002qmC.：t=vA：C(t2-t1)=0.50.128002000(t2-20)=9600t2-192

26、000180000-1000t2=9600t2-192000解得t2=35.1C25、冷凝放熱量：Q=DAH=500m880000=440000kJ冷卻放熱量：Q'qmCp.t-5002800(78.5-30)-67900kJ=141100J/SQQ507900q=36003600冷卻水用量：=qmCp寸Cp(35-15)冷卻段傳熱面積A2:141100420020二68kg：；J2679003600=18.9kJ15c的水吸收q2的熱量溫度變?yōu)閠2力_18900qmCp42001.68-2.68Ct2=t1+2.68=15+2.68=17.68CAt1=T2-t2=78.5-17.6

27、8=60.82CAt2=T3-t1=30-15=15Ctm60.82-1545.82=32.7C60.821.4ln151：-2K二：1-2m2K7001000°=411.87001000K；：tm18900=1.4m2411.832.7冷凝段傳熱面積A1:4400003600=122.2kJ/S17.68C的水吸收q1的熱量溫度變?yōu)閠3=35Ctm(78.5-17.68)-(78.5-35)：1-：2AiK；：tmdmln7878.5-353500父1000=77783500100012220023.04m777.851.72420=22=0.022m2A=A1+A2=4.44m2

28、4.44=32.12根1732=51.7C0.335m2Kdl0.0222二化學(xué)反響器1-n.、.10、k的單位:-3,儂度=mk=kmolmnh"=濃度時間0級反響:kckmol_3,mh1級反響:kc=濃度yB寸間=S,2級反響:0級反響:kckP=Pa/Si級反響:=濃度廣時間,3mIin-kmol.Skp=pa-S2級反響:-1_1kp=Pa.S一濃度kmol=時間m3SkmolN對于氣相反響,a=kppA,一a的單位=m3S,pA的單位=mdnA(mol)_mol33V(m)dt(h)m.h,kmolk=A=m3S2=kmol.N,.m2nJ3.SppArN丫-2!kp的單

29、位=1m/kp與kc的關(guān)系:kcCnn=kppCp=CRT,.二pRTkcRTnkpnpkp=kc(RT)或kc=kpRTni、化學(xué)計量式:A2B>2Zt=0時,nA0=0.14,nB0=0.2,nzo=0.08,t=t時,nA=0.08,XanA0一小nA00.14-0.080.14=0.43nB=nB0nA0XXA=0.20.14>0.43=0.14nZ=nZ0+nA0XxA=0.08+0.14X0.43=0.14反響進(jìn)度:_nA0XA'A0.140.431=0.06mol反響進(jìn)行完全時的反響進(jìn)度:nB0XB0.21.02=0.1mol2、1、速率常數(shù)kp=3.66kp

30、=2其單位為,pAPa/S_1_12二一一二7PaPaSPa.ha(2)、k*mol_3,m.h2mol'mol.h對于理想氣體,Pa=n-RTnAPa-RTVCaRTdpAdt=3.66p-變?yōu)閐CaRT2=3.66CaRTdCA2A=3.66RTCAdtkc=3.66,1-PaMhrm3atm101325pm0.08206I儼-Jkmol父K-1atma400K=1.217X107|mkmolmhr4、r923r773-e"-0e-E/773R75000/8.31400.000211E/R()二e773923=e1*.804=6m6、對于二級反響,aCaot11c116.

31、5St0.8510.011)0.850.01-=117.4S5討論：對于二級反響,假設(shè)要求Ca很低時,雖然初始濃度相差甚大,但所需要的反響時間卻相差甚微.這是由于反響時間主要消耗在反響的后期.2當(dāng)一A=0.05cA時,計算方法同上,t11996S0.050.015停留時間分布11tlnk1-x-ln0.01931-0.91.=119minCao7502、同第七章6題3、744.97601=1.75kmol3m分子量：醋酸=60,丁醇=74,醋酸丁酯=1162400241160.5kmolFa0=1.724v=-hCao1.7241.753m=0.985-hVrccJ34.5+301c3=0.9

32、85i=1.058m60Vt=Vr/9=1.058/0.85-1.245m3VrqvXAf4、kCA0(1-XAf)qvXAf另解:0.1710.8一_3_601.971040.20.1710.9kCA0(1-XAf)qvXAfkCA0(1-XAf)1,t：Vr,.VrCA0.Vr=1.447/2=0.723M3Vr5、qvXAf3=1.447m601.9710340.10.1710.8601.9710380.2CA0與1相比,0.6840.8kCA0(1-xAf)600.0027840.2=4.1PFR的長度:4.10.7850.1252=334.3m6、7、VrVrVR=qvt,6qvqv

33、XAf0.6840.8kCA0(1-XAf)1.720.7850.1252Xa600.00663340.2=146.7m0.5_3=3.255m3=0.723mCA0增大1倍,Vr減小1倍,=1.72m3kCA0(1-Xa)2kCA00.520.5kCA0Vr2=6Vr,6VR=6qvt=qvt2qvXA0.5kCA0kCA0(1-Xa)2Xa2-25Xa12=0xA=0.756VrXaVr二0.5另解：qvkCA°(1-xA)2(a)2qvkCA0(1一0.5)(b)12Xa(a)/(b),(1-Xa)2Xa=0.75(2)、對于PFR由于體積相同,其他條件不變,所以由于流動情況不

34、同,根據(jù)PFR的特點(diǎn),有以下關(guān)系式,ts=ti,K3CA0=ktzCA0=2t3CA01CA0)kCACA3dCAkt3cA0*1CA3CA3.Ca03,Ca3,Xa3=1-=1CA08、2A+EM可寫成,A+1/2B1/2Rxa=0CaoCboCro=0Xa=0.6時Ca=Cao(1Xa)Cb=Cb0-1/2CaoXaVrqVCA0XA0.028/6060kCA0(1xa)2(CB00.5cA0xa)-0.00252(1-0.6)2(3-0.520.6)=0.146m39、1)、VrVrVR1VrqVCA0XAkCA0(1Xa)qVCA0XakCA0(1-Xa)qVCA0XakCA0(1-Xa)Xa1一Xa21-Xa214.4-0.824600.0806(1-0.8)一一一3=0.496mVRkqVVRk0.010.90.0806(1-0.9)0.4960.3814.40.4960.3824603=1.117m0.0113ln=0.2m1-xA0.08061-0.82(1k)1一Xa2.1-0.9-120.0806=26.8min-0.95_3Vr-qV=0.0126.8=0.26