3 1
1
2
s 1 。
（答： 8 14m 3 h 1 ； 4 07kg s 1 ； 1440 kg m 2 s 1 ） 解： qV Au
d 2 u
4 4 3 3 1 2.26 10 m s 8 14m 3 h 1 ，

2
2
u1 3.22m s 1 ，
qV Au1

4
4 1-12．在水平管道中，水的流量为 2.5 10 -3 m 3 s 1 ,已知管内径 d1 5cm, d 2 2.5cm ,及 h1 1m 。若忽略能
5
d u1
2
57 3.5 22 3.22
， h f 1 2 Z1 2m ， u1 u 2 ， Z 2 3m ， P2 39.2kPa （表压） 代入上式得：
P1
2
2
P1
2
1 u1 ， 2 2g
2
P1
39.2 10 3 u1 5 9.8 1000 4
2
……②
由①与②解得：
u1 1.43m s 1 ，
P1 u1 P u Z2 2 2 ， g 2 g g 2 g 又有 Z1 Z 2 0 Z1 P P2 u 2 u1 ， 1 g 2g P2 u 2 u1 5.08 2 1.27 2 h2 h1 1 0.234m 。 g 2g 2 9.8 1-13．求常压下 35 0 C 的空气以 12m s 1 的流速流经 120m 长的水平通风管的能量损失，管道截面为长方形，高 300mm ，宽 200mm 。 （ 设 0.0005 ） （答： 66.1m 气柱，这个答案与读图很有关系） d 4ab 4 0.3 0.2 解： de 0.24m ， 2a b 20.3 0.2 deu 1.1465 0.24 12 Re 1.8 10 5 ， 18.35 10 6
1
解：取标准大气压为 100kPa ，所以得到： PA 60 100 160kPa ；
PB 100 12 88kPa 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 - 12kPa 和 157kPa ，当地大气压为 101.3kPa ，试求此设备进、出口的压 力差为多少 Pa 。 (答： - 169kPa ) 解： P P进 P 出 12 157 169kPa 。 1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为 。问水封管插入液面下的深度 h 最小应为若干？ （答： 1.02m ） 10kPa （表压） P 10 10 3 解： H 1.02m g 10 3 9.8
当阀门打开后，在 0 0 截面与 1 1 截面间列伯努利方程：
Z0 g
P0

Байду номын сангаас1 g
P1
P u P u Z 0 0 0 Z1 1 1 h f g 2 g g 2 g 式中 u 0 0 ， P 1 20.3kPa ， hf 0.5m水柱 ，
但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为 4.4 cm 2 s 1 ，试判断流动类型。 （答： （1）1.01 10 5 ，湍流 ；(2) 231 2000 ，层流） 解：⑴ d 57 3.5 2 50mm ，
qV 4qV 4 4 10 3 u 2 2.04m s 1 ， 2 A d 0.05 0 查物性手册得 20 C 下水的密度和粘度分别为： 998.2kg m 3 ， 1.004 10 3 Pa s ， du 998.2 0.05 2.04 Re 1.01 10 5 4000 1.004 10 3

0.1m ；
q1 4 20 10 3 / 3600 A 998.2 89 3.5 22 10 4 1.053kg m2 s 1 。 1-9．已知水在管中流动。在截面 1 处的流速为 0.5m s 1 。管内径为 0.2m ，由于水的压力产生水柱高为 1m ； 在截面 2 处管内径为 0.1m 。 试计算在截面 1、 2 处产生水柱高度差 h 为多少？ （忽略水由 1 到 2 处的能量损失） （答： 0.191m ）
(答： （1） 2.95m 3 h 1 ；
1 u2 3 1 。求： （1）吸入管中水的流量， m h ;（2）吸入口 1 - 1 处的表压。 2 2g （2） 1.04 10 4 Pa )
习题 1-10 附图 解：以水面为基准面，在基准面与 1 - 1 截面间列伯努利方程：
u P u Z0 g 0 Z1 g 1 1 h f ， 2 2 u Z 0 0 , P0 0 （表压） ， u 0 0 ， Z1 2m ， h f 8 1 ， 2g
du （ 25 0 C 下水的 ， 查物性手册） 1.12 10 5 。 1-6． （1）设流量为 4L s 1 ，水温 20 0 C ，管径为 57mm 3.5mm ，试判断流动类型。 （2）条件与上相同，
解： Re
2
1-5． 25 C 水在内径为 50mm 的管内流动，流速为 2m s 1 。试求雷诺准数为若干？ （ 答： 1.12 10 5 ）
祁存谦 丁楠 吕树申
《化工原理》习题解答
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第9章 第8章 第 10 章
流体流动 流体输送 沉降过滤 传热 蒸发 蒸馏 吸收 干燥 萃取 流态化
广州 中山大学化工学院（510275）
2008/09/28
第1章
流体流动
1-1．容器 A 中气体的表压力为 60kPa ，容器 B 中的气体的真空度为 1.2 10 4 Pa 。试分别求出 A、B 二容器中 气体的绝对压力为若干 Pa 。该处环境大气压等于标准大气压。 （答： A,160kPa ； B,88kPa ）
代入上式得：
4
2
P0
2
2
u u 0 2 9.8 1 8 1 2 2g u ……① 19.62 9 1 2 在 1 - 1 截面与 2 - 2 截面间列伯努利方程： 2 2 P u P u Z1 g 1 1 Z 2 g 2 2 h f 12 ， 2 2
qV Au1

4
d 2 u1

4
32 2.5 22 10 4 1.43 3600 4.95m 3 h 1 ；
由①式可以解得：
4 P 1 1.04 10 Pa 。
1-11．在图示装置中，出水管直径为 57mm 3.5mm 。当阀门全闭时，压力表读数为 30.4kPa ,而在阀门开 启后， 压力表读数降至 20.3kPa ， 设总压头损失为 0.5m （水柱） ， 求水的流量为若干 m h
对液体： u l
Ag A外 A内
ug
0

Vg Ag

mg / g Ag
d 4
2 外
D内
2



0.053 4
2
0.0335 2 1.32 10 3 m 2 ，


160 / 3600 5.69m s 1 。 3 1.32 10 5.92
1 （ 答： U L 2.11m s ； U g 5.69m s 3
1
1
1
）
习题 1-4 附图 解： d内 33.5 3.25 2 27mm ， d 外 60 3.5 2 53mm ；
Vl m / 4 5000 / 3600 l 2 l 2.11m s 1 ； Al d内 1150 0.027 2 4 P 1.2 0.5 10 6 P 5.92kg m 3 ， 对气体： 1 1 1 0 1 5 P0 0 P0 1.01325 10
习题 1-3 附图 1-4． 某一套管换热器， 其内管为 33.5mm 3.25mm, 外管为 60mm 3.5mm 。 内管流过密度为 1150kg m ，
3
流量为 5000kg h 的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为 0.5MPa ，平均温度为 0 0 C ，流量为 160kg h 的气 体。标准状态下气体密度为 1.2kg m ，试求气体和液体的流速分别为若干 m s 1 ？
3
习题 1-9 附图 解： u 2 u1
2
d1 0.2 1 0.5 2m s ， 0.1 d2
2
2
2
对截面 1 与截面 2 列伯努利方程：
u1 P u P 1 2 2 2 g g 2 g g P1 P2 u 2 _ u1 ， g 2g P P 1 P 2 gh ，
3600 22.8m3 h 1 。
量损失，问联接于该管收缩断面上的水管，可将水自容器内吸上高度 h2 为多少？ （ 答： 0.234m ）
习题 1-12 附图 解： u1
qV 4qV 4 2.5 10 A d 2 0.05 2
2
3
1.27m s 1 ，
2 2

h
P P1 P2 u 2 _ u1 2 2 0.5 2 0.191m 。 g g 2g 2 9.8
2
2
1-10．图示吸液装置中，吸入管尺寸为 32mm 2.5mm ，管的下端位于水面下 2m ，并装有底阀及拦污网， 该处的局部压头损失为 8
u2 。若截面 2 - 2 处的真空度为 39.2kPa ，由 1 - 1 截面至 2 - 2 截面的压头损失为 2g