化工原理上册 绪论 作业题 【0-1】从基本单位换算入手,将下列物理量的单位换算为SI制 (1)40℃时水的粘度u=0.00656g(cm·s) (2)某物质的比热容CP=0.21BTU/(1b·F) (3)密度p=1386kgf·s2/m4 (4)传热系数KG=24.2kmol/(m2·h·atm) (5)表面张力0=71dyn/cm (6)导热系数A=1kcal/(m·h·℃) [答:μ=6.56×10-4Pa·s:CP=0.8792kJ/(kg·℃):p=13600kg/m3 KG=6.636×10-5kmol/(m2·s·kPa);0=7.1×10-2N/m:A=1.163W/(m·℃)] 【0-2】清水在圆管内对管壁的强制湍流对流传热系数随温度的变化可用下面经验公式表 示,即 a=150(1+2.93×10-3T)u0.8d-0.2 式中a--对流传热系数,BTU/(ft2·h·F) 热力学温度,K 水的流速,ft/s 一园管内径
化工原理上册 绪论 作业题 【0-1】从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为 SI 制。 （1）40℃时水的粘度 μ=0.00656g(cm·s) （2）某物质的比热容 CP=0.21BTU/(lb·F) （3）密度 ρ＝1386kgf·s2/m4 （4）传热系数 KG=24.2kmol/(m2·h·atm) （5）表面张力 σ＝71dyn/cm （6）导热系数 λ＝1kcal/(m·h·℃) [答：μ=6.56×10-4Pa·s； CP=0.8792kJ/(kg·℃)； ρ＝13600kg/m3； KG=6.636×10-5kmol/(m2·s·kPa)； σ＝7.1×10-2N/m； λ＝1.163W/(m·℃)] 【0-2】清水在圆管内对管壁的强制湍流对流传热系数随温度的变化可用下面经验公式表 示，即： α ＝150（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2 式中 α ――对流传热系数，BTU/(ft2·h·F)； T――热力学温度，K； u――水的流速，ft/s； d――圆管内径，in
试将式中各物理量的单位换算为SI制,即a为W/(m2·K),T为K,u为m/s,d为m [答:a=1057(1+2.93×10-3T)u0.8d-0.2] 第一章流体流动 1-1流体静力学基本方程式 1-1.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品,油面高于罐底9.6m,油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔,其中心距罐底800mm,孔盖用14mm 钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa,问至少需要几个螺钉? [答:至少要7个] 习题1附图 1-2.某流化床反应器上装有两个U管压差计,如本题附图所示。测得R1=400mm,R2=50mm 指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水 其高度R3=50mm。试求A、B两处的表压强 [答:PA=7.16×103Pa(表压),PB=6.05×104Pa]
试将式中各物理量的单位换算为 SI 制，即 α 为 W/(m2·K)，T 为 K，u 为 m/s，d 为 m。 [答：α＝1057（1＋2.93×10-3T）u0.8d-0.2] 第一章 流体流动 1-1 流体静力学基本方程式 1-1．在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为 960kg/m3 的油品，油面高于罐底 9.6m，油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760mm 的圆孔，其中心距罐底 800mm，孔盖用 14mm 的 钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为 39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？ [答：至少要 7 个] 1-2．某流化床反应器上装有两个 U 管压差计，如本题附图所示。测得 R1＝400mm，R2＝50mm 指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的 U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水， 其高度 R3＝50mm。试求 A、B 两处的表压强。 [答：PA=7.16×103Pa（表压），PB=6.05×104Pa]
习题1-2附图 1-3.本题附图为远距离测量控制装置,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知 两吹气管出口的距离H=1m,U管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820kg/m3。试求当压差 计读数R=68mm时,相界面与油层的吹气管出口距离h [答:h=0.418m] 压缩空气 煤油 习题1-3附图 习题1-4附图 1-4.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽压,U管压差计的指示液为水银,两U管间的 连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为:h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及 h4=1.4m。锅中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。大气压强Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水 蒸气的压强P。(分别以Pa和kgf/cm2来计量)
1-3.本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知 两吹气管出口的距离 H=1m，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为 820kg/m3。试求当压差 计读数 R=68mm 时，相界面与油层的吹气管出口距离 h。 [答：h=0.418m] 1-4.用本题附图中串联 U 管压差计测量蒸汽压，U 管压差计的指示液为水银，两 U 管间的 连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m 及 h4=1.4m。锅中水面与基准面间的垂直距离 h5=3m。大气压强 Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水 蒸气的压强 P。（分别以 Pa 和 kgf/cm2 来计量）
[答:P=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2] 1-2流体在管内的流动 1-5.列管换热器的管束由121根φ25×2.5m的钢管组成。空气以9m/s速度在列管内流 动。空气在管内的平均温度为50℃、压强为196×103Pa(表压),当地大气压为98.7×103Pad 试求:(1)空气的质量流量:(2)操作条件下空气的体积流量:(3)将(2)的计算结果换算 为标准状况下空气的体积流量。 [答:(1)1.09kg/s:(2)0.343m3/s:(3)0.84m3/s 1-6.高位槽内的水面高于地面8m,水从108×4m的管道中流出,管路出口高于地面2m 在本题特定条件下,水流经系统的能量损失可按Σhf=6.5u2计算,其中u为水在管内的流速 J/s。试计算:(1)A-A’截面处水的流速;(2)水的流量,以m3/h计。 [答:(1)2.9m/s:(2)82m3/h 习题1-6附图 1-7.20℃的水以2.5m/s的流速流经φ的水平管,此管以锥形管与另一53×3m的水平 相连。如本题附图所示,在锥形管两侧A、B处各插一垂直玻璃管以面察两截面的压强。若水流 经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg求两玻璃管的水面差(以mm计),并在本题附图中画出 两玻璃管中水面的相对位置。 [答:88.6mm]
[答：P=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2 ] 1-2 流体在管内的流动 1-5．列管换热器的管束由 121 根 φ25×2.5mm 的钢管组成。空气以 9m/s 速度在列管内流 动。空气在管内的平均温度为 50℃、压强为 196×103Pa（表压），当地大气压为 98.7×103Pa。 试求：（1）空气的质量流量；（2）操作条件下空气的体积流量；（3）将（2）的计算结果换算 为标准状况下空气的体积流量。 [答：（1）1.09kg/s；（2）0.343m3/s；(3)0.84m3/s] 1-6．高位槽内的水面高于地面 8m，水从 108×4mm 的管道中流出，管路出口高于地面 2m。 在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按 Σhf=6.5u2 计算，其中 u 为水在管内的流速， m/s。试计算：（1）A-A’截面处水的流速；（2）水的流量，以 m3/h 计。 [答：（1）2.9m/s；（2）82m3/h] 1-7．20℃的水以 2.5m/s 的流速流经 φ 的水平管，此管以锥形管与另一 53×3mm 的水平管 相连。如本题附图所示，在锥形管两侧 A、B 处各插一垂直玻璃管以面察两截面的压强。若水流 经 A、B 两截面间的能量损失为 1.5J/kg 求两玻璃管的水面差（以 mm 计），并在本题附图中画出 两玻璃管中水面的相对位置。 [答：88.6mm]
习题1-7附图 1-8.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定。各部分相对位置 如本题附图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm在操作条件下,泵入口处真空表的读数为 24.66×103Pa:水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按Σhf,1=2u2与 Σhf,2=10u2计算,由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处 的压强为98.07×103Pa(表压)。试求泵的有效功率。 [答Ne=2.26kW] 习题1-8附图 1-3流体的流动现象 1-9.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100kg/m3,循环量为36m3/h。管路 的直径相同,盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1J/kg,由B流至A的能量损失 为49J/kg,试计算:(1)若泵的效率为70%时,泵的轴功率为若干kW?(2)若A处的压强表 读数为若干Pa? [答:(1)2.31kW:(2)6.2×10a(表压)]
1-8．用离心泵把 20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置 如本题附图所示。管路的直径均为 φ76×2.5mm 在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 Σhf,1=2u2 与 Σhf,2=10u2 计算，由于管径不变，故式中 u 为吸入或排出管的流速 m/s。排水管与喷头连接处 的压强为 98.07×103Pa（表压）。试求泵的有效功率。 [答 Ne=2.26kW] 1-3 流体的流动现象 1-9.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为 1100kg/m3，循环量为 36m3 /h。管路 的直径相同，盐水由 A 流经两个换热器而至 B 的能量损失为 98.1J/kg，由 B 流至 A 的能量损失 为 49J/kg，试计算：（1）若泵的效率为 70％时，泵的轴功率为若干 kW？（2）若 A 处的压强表 读数为若干 Pa？ [答：（1）2.31kW；(2)6.2×104 Pa(表压)]