化工基础张近习题解答知识分享

此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 化工基础习题解答（第二版张近主编） 第第3 3章章流体流动过程及流体输送设备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？ 只供学习与交流 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 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： 只供学习与交流 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 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 800 kg·m-3），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，泵入口流速为0.915m·s-1，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： 只供学习与交流 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 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 只供学习与交流 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流