化工基礎習題解答（第二版張近主編）第3章 流體流動過程及流體輸送設備1、 某合成氨工藝以煤為原料的氣化法生產中，制得的半水煤氣組成為：H242%，N221.5%，CO27.8%，CH41.5%，CO27.1%，O20.1%（均為體積分數(shù)），求表壓為88.2kPa，溫度為25℃時，混合氣體的密度解：解法一：先求混合的摩爾質量；算出在操作溫度和壓力下各純組分的密度，然后再按組分的摩爾分數(shù)疊加6、 套管換熱器的內管為φ25mm×2.5mm，外管為φ57mm×3.5mm 的無縫鋼管液體以5400kg/h 的流量流過環(huán)隙液體的密度為1200kg/m3，粘度為2×10-3Pa·s試判斷液體在環(huán)隙流動時的流動形態(tài)解：設大管內徑為d1，小管外徑為d2 流體在環(huán)隙流動當量直徑為：de=d1-d27、 現(xiàn)要求將原油以一定流量，通過一條管道由油庫送往車間，并保證原油在管道中呈層流流動，現(xiàn)分別提出如下措施：（1）管道長度縮短20%；（2）管徑放大20%；（3）提高原油溫度使原油粘度下降20%，而假設密度變化不大，可忽略不計問上述措施分別可使由于管道沿程摩擦而損失的機械能比原設計降低百分之幾？8、 欲建一水塔向某工廠供水，如圖所示，從水塔到工廠的管長（包括局部阻力當量長度）為500m，最大流量為0.02m3·s-1。

管出口處需保持10m 水柱的壓頭（表壓）若摩擦系數(shù)λ=0.023，求：(a)當管內流速為1.05 m·s-1，所需管徑及塔高；(b)當管內流速為4 m·s-1，所需管徑及塔高；(c)由(a)、(b)計算結果，分析滿足一定流量時，塔高與管徑的關系解：如圖選取1，2 截面，計算基準面為管出口水平面壓力以表壓表示在1→2 列柏努利方程，得：9、 用離心泵經φ57mm×3.5mm 的鋼管，將敞口貯罐內的有機溶劑（粘度為20×10-3）Pa·s，密度為800 kg·m-3），輸送到反應器中，設貯罐內液面離反應器內液面高度保持16m，見附圖已知鋼管總長度（包括局部阻力當量長度）為25m，反應器內壓力恒定為4kgf·m-2（表壓），有機溶液輸送量為6.6m3·h-1，試確定泵提供的壓頭解：如圖選取截面1，2 計算基準面為敞口貯罐液面，壓力以表壓表示在1→2 列柏努利方程，得：10、 用泵將密度為850kg·m-1 的某液體從低位槽打到高位槽低位槽據地面高2m，管子出口距地面高20m，管路阻力損失為30J·kg-1，泵入口流速為0.915m·s-1 ，入口管徑為φ89mm×6mm，出口管徑為φ60mm×4mm，求泵的有效功率。

解：如圖選取低位槽液面為1-1 面，高位槽為2-2 面，地面為計算基準面，在1→2 列柏努利方程，得：11、 如圖所示，槽內水位維持不變，槽底部與內徑為100mm 的鋼管聯(lián)結，管路上裝有一個閘閥，閥前離管路入口端15m，B 處裝有一個指示劑為汞的U 型管壓差計，測壓點與管路出口端之間距離為20m1)當閥門關閉時讀數(shù)R=600mm，h=1500mm閥門部分開啟時，測得R=400mm，h=1400mm，管路的摩擦系數(shù)取λ=0.02，入口處局部阻力系數(shù)取ξ=0.5，問管內流量為多少m3/h？(2)閥門全開時（取閘閥全開le/d=15，λ=0.018），問壓差計測壓點B 處的靜壓強為多少kPa（表壓）？解：(1) a、首先根據當閥門關閉時R，h 求水槽液面到出口處的垂直距離H根據流體靜力學方程解得：H=6.66mb、當閥門部分開啟時B 點的壓力為在1→B 列柏努利方程，0-0 面為計算基準面。