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化工基础课后习题答案(高等教育出版社)张近

2
t
9.81 1.23 8002 1 10 3 150 120 (1.5 10 3 ) 2
14.5 1010
C Pr
2.2 10 3 1.5 10 3 22
0. 15
Pr Gr 22 14.5 1010 319 1010 2 107 ,为湍流
1

0.135 (Gr Pr) 3 d
372.6
W m2. K
1 0.128 ln
m
n
dn
45 0.042 0.15 0.048 0.05 0.088
求界面温度,设管外壁温度仍= 30℃不变。
t 2 t1
1 ln d2 120 49 2.97 10 3 120℃
2l
d1
2
t 3 t1
( 1 ln d 2 + 1 ln d3 ) 120 49 ( 2.97 10 3
流量与流速度关系:
,即

(1) 当读数为 80mmHg 时,
,即误差= 4.9%
相同。
(3) 指示液为四氯化碳时, ∴流量的相对误差与以上
11 、 体积流量:
质量流量: 导管中苯的流速:
12 、忽略阻力,


体积流量:
, 将数据代入,得
13 、
150 60 0.267
0.267
0.24 6.667 2 550 90
1.632 ,∴ 2
0.21m
4、设交界面温度为 t
t 30
1
80 30
t 1 50 30 200 50 30 230℃
2

2
50
5、求散热速率
2t
2 3.14 120 30
W
49
l
1 ln d n 1
1 0.048 ln
1 0.088 ln
1、液体高度:
流体流动和输送
, 指示液为 CCl4,其读数:
器底所受的力: 压强:
2、人孔面积:
压力: 槽壁面积:
槽壁所受压力:
3、
4、
6、(1)求空气的体积流量 流通截面:

积流量:
( 2)求质量流量 表压:
绝压:
空气的平均分子量:
当时温度:
空气密度:
∴质量流量:
7** 、对容器 A 孔口流速:
28 、30℃时水的蒸汽压:
当地大气压:
允许安装高度:
现安装在水源上 3m 处,不能正常运转。
29 、允许安装高度=允许吸上高度-当地大气压低于标准大气压折算的压头-水蒸气压 高于 20℃水蒸气压折算的压头-阻力-动压头 50 ℃水蒸气压: 12.23kPa ,20℃为 2.3 3kPa 蒸汽压之差= 12.23-2.33=9.9kPa=1.01mH2O 大气压之差= 101.3 -100=1.3kPa=0.13mH2O (1) 、当流量为 20m3/h 时
KA tm
K
12
1
2
5002
W
1000 250 m2K
250 20 T2 20 120 t2 2
qm C t 0.001 1000 4000(120 T2 )
120 T2
5000 T2 4000
20 120 t 2 2
1.25 T2 100 (140 T2 ) 2
240 2T2 1.25( 2T2 40) 2.5T2 50
tm2 逆流:
350 180 220 100 350 180
ln 220 100
143.6℃
KA1 tm1 KA2 tm 2
A1
tm2
143 .6 1.25
A2
t m1 114 .6
18 、( 1)、稳定传热 1
2 ,冷热流体 qm 、ρ、 C 相等。
1 qm C 120 T2
2 qm C t2 20 ∴t2=140-T2 ,
2
t
,小管下标为 1,大管为 2,则
1
Gr 2
3
gl 2
2
t/ 2
Gr1
gl
3 1
2
t/ 2
3
l2
Gr2 3 l 2 d 2 10 Pr2 C /
l 1 , Gr1
l1 d1
, Pr1 C /
1
因为温度和物系相同, λ、d、C、μ、ρ、β、Δt均不变,因小管传热时 Pr Gr 2 107 ,
则大管 Pr Gr
釜壁温度认为=蒸汽温度,主要是因为新器壁的导热系数很大,即钢的导热系数大。
t 12 、定性温度:
20 80
50℃
2
,定性尺寸= 0.02m
该温度下的物性参数:
kg 988.1 m3 ,
0.549 10 3 kg m.S , Pr 3.54
kJ Cp 4.175
kg.K ,
0.648 W Re m.K .
2 l 1 d1
2 d2
2
率, ( 只包石棉 40mm ,管外壁温度仍= 30℃不变。 )
4.04)
88. 5℃ 求散热速
2 t1 t4
2 3.14 120 30
l
1 ln dn 1
1 0.048 ln
1 0.128 ln
n
dn
45 0.042 0.15 0.048
mm ,管外壁温度仍= 30℃不变 )。
设 λ= 0.025 ,H1=5 ,H2=0 , P1=P2=0 (表压), v1=0
,查图得 λ= 0.0235 , 苯的体积流量: qv=1.47 × 0.785 ×0.0282=0.91L/S (若设 λ= 0.024 , qv=0.92L/S )
校核:
基本相符。
18 、强烈湍流时, λ可看作常数。

, 10=1.2764 ×10-6/d5 d5=1.2764 ×10-7 ,∴ d=42mm
19 、( 1)、
(2)、
(3)、
20 、( 1)、
(2)、
(3)、
21 、( 1)、
,
,
,增加 3 倍
,增加 1 倍 ,
,
∴ (2)、




22 、

查图, λ= 0.034,
∵ P1=P2=0 ,H1=0 ,动压头可忽略 有效功率:
2 l t 20 1
12 (0.045 ) 用试探法求得 δ=0.02m
=20mm
tm
(300 25) (200 175) 300 25
104℃
ln
200 175
9、( 1)、并流
(2)、逆流
tm
(200 25) (300 175) 149℃ 200 25
ln
300 175
10 、用狄丢斯公式计算
0.022 1.2 850
1
1 60
1
ln
2r2 0.15 30 10 0.06
,∴
8、(1) 、设绝热层外表面温度为 t
2 l 300 t 1 0.045
ln 0.15 0.025
2 l t 20 1
12 0.045 ,解得 t=110 ℃
0.746
2 l 300 t
1 0.045 1 0.045
ln
ln
(2)、 0.15 0.025 0.10 0.045
2
2 10 7 , 1
1
Gr2 Pr2 3 Gr1 Pr1
10

2
2 10

A t ,对单位面积而言, 1
1
∴ 2 10 1 ,即单位面积的热损失不同,比值为 10。
14 、
2L t
1 1 ln r2
1
1 r1
r1
2r2
1
1 0.0125
1
p1
ln
0.05335
初始时, 令分母= P1
2000 0.011 50 0.011 15000 0.0125
l1
1
2 3.14 134 20
1
0.003
1
257 W m
1r1 rm 2 r2 10000 0.021 45 0.0225 15 0.024
2 t1 t2
l1
1
2
1
1r1
1 rm1
2rm2
2r2
2 3.14 134 20
1
0.003
0. 03
保温时: 10000 0.021 45 0.0225 0.15 0.037
W 86.4
m
求散热速率 , ( 只包软木 40
565.5
28.8 W
l
2.97 10 3
1 0.128 ln
m
0.05 0.048
6、设饱和蒸汽的
W 10000 m 2 .K , 304kPa 饱和蒸汽温度= 134 ℃
r2 ∵ r1
24
21
2
rm
,∴
24 21
22.5mm
2
不保温时:
2 t1 t2

31 、( 1)、
(2)、

(3)、
A 1、a、散热速率:
传热
t
700 60 0.24 0.24
960
W m2
0.9 0.6
t2 t1 交界面温度:
/A
960
700
444℃
1
0.9
1
0. 24
A b、
t
700 60
W
0.24 0.1 0.24 360 m2
0.9 0.09 0.6
2、根据, A
1t t
轴功率:
23 、
, H1=0 ,v1=0 , H2=15 , v2=0.74 ,P1=P2=0 (表压)
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