绪论2.解：∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =××102 J ﹒mol -1﹒K -1= J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－×104Pa 绝压=×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3h=h 1+h 3=892mm3.解：正U 型管水银压差计 由图可知 P A =P 1＋(x ＋R 1)ρ水gP B =P 2＋x ρ水g ∵P 1－P 2= ∴P A －P B =＋ρ水gR 1又有P A =P C P C = P B ＋ρHg gR 1∴ρHg gR 1=＋ρ水gR 1∴mm m s m m kg R 00.200200.081.9)100013600( 2.472kPa231==⋅⨯⋅-=--倒U 型压差计 设右侧管内水银高度为M∵指示流体为空气∴P C =P D P 1=P C ＋ρ水g(R 2＋M) P 2=P D ＋ρ水gM∴mm m s m m kg R 0.2522520.081.91000 2.472kPa232==⋅⨯⋅=-4.(1)P B =－(表) (2)R ′=0.178m 7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=×π××2)2×10-6=×10-3m 3/sWs=Vs ρ=×10-3×1840=2.89kg/s8.解：由题可知：1—1′截面：P 1=×105Pa u=0以2—2′截面为基准水平面∴z 1=3m2—2′截面：设管内流速为u z 2=0 3—3′截面：u, z 3=3m 4—4′截面：u, z 4=3＋=3.5m 5—5′截面：u, z 5=3m6—6′截面：u, z 6=2m, P 6=×105Pa 根据伯努利方程：We=0, ∑h f =0有ρ++=ρ+62611P 2u gz P gz∵P 1=P 6 ∴u 2/2=g(z 1－z 6)=有ρρ222112P u gz P gz ++=+×3＋×105/1000=＋P 2/1000∴P 2=×105Pa ×105/1000=＋P 3/1000∴P 3=×105Pa×3＋×105/1000=×＋＋P 4/1000∴P 4=×105Pa ∴P 5=×105Pa9. (1)u=1.55m/s V h =10.95m 3/h (2)Δz=2.86m 解：ηNeN =Ne=We ﹒Ws取釜内液面为1—1′截面，高位槽内液面为2—2′截面根据伯努利方程：f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ22222111221—1′截面：z 1=0, P 1=－×104(表压), u 1=0 2—2′截面：z 2=15m, P 2=0(表压), AWsu ρ=2 A=πd 2/4=×π×[(76－4×2)×10-3]2=×10-3m 2∴s m h m u /46.1/3.524710501063.3102342==⨯⨯⨯=- 173740106105046.11068Re 43=⨯⨯⨯⨯==--μρdu ＞4000 湍流 又ε/d=×10-3/68×10-3=×10-3查图得λ=查表1—3得，ξ全开闸阀= ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= ξ进= ξ出=1∴h f ′=＋＋3×＋×2=kg∴∑h f =＋=kgWe=kg Ne=×2×104/3600=N==12.解：1—1′：高位槽液面 2—2′：出口管内侧列伯努利方程 f h Pu gz We u P gz ∑+++=+++ρρ2222211122z 2=0, z 1=4m, P 1=P 2=0(表)， u 1=0, We=0∴∑h f ＋u 22/2=4g ∑h f = h f ＋h f ′查表1—3得，ξ半开截止阀= ξ90°标准弯头= h f ′=∑ξ﹒u 22/2=＋＋ ×u 22/2=×u 22/2∴g du 4)75.10201(222=++λ化简得(400λ＋×u 22/2=20℃时μ水=λ=f(Re)=f(u 2) 需试差 321075.49Re ⨯==u du μρ假设 u 0 Re λ → u 001.0=dε76630 79600 82588∴截止阀半开时该输水系统的u 0=1.66m/sVs=uA=×π×=0.00326m 3/s∴Vs=11.73m 3/h第二章 流体输送设备1、解：分别取离心泵的进、出口截面为1-1′截面和2-2′截面，由伯努力方程得： 其中，12Z Z -=0.4 m ；41109.1⨯-=p Pa(表压)；52107.4⨯=p Pa(表压)；21u u =；21,-f H =0；20℃时水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ。
34.500081.92.998109.1107.44.045=++⨯⨯+⨯+=⇒H m3、解：10,vg ----=f H h ρgp p H ∆(1)20℃时：由附录2及附录7知，水的密度3m kg 2.998-⋅=ρ，饱和蒸气压4v 102335.0⨯=p Pa 。
28.45.2381.92.998102335.01081.944g =--⨯⨯-⨯=⇒H m(2)85℃时：由附录2及附录7知，水的密度3m kg 6.968-⋅=ρ，饱和蒸气压5v 105788.0⨯=p Pa 。
27.15.2381.96.968105788.01081.954g -=--⨯⨯-⨯=⇒H m4、解：10,vg ----=f H h ρgp p H ∆=-2.21m<-1.5m 故该泵不能正常工作。
6、解：21,21221212e 2-+-+-+-=f H gu u ρg p p Z Z H 81.91000109.600104⨯⨯+++==17 m由于输送介质为水，结合13e h m 100-⋅=Q 和17e =H m ，查附录21选IS100-80-125型泵，主要性能参数为：13h m 100-⋅=Q ,20=H m,1min r 2900-⋅=n ,78.0=η,0.7=N kW故泵实际运行时的轴功率为0.7=N kW ，其中因阀门调节所多消耗的功率为第四章 沉降与过滤2、解：tc S bLu V =Θ设颗粒沉降位于层流区，故μρρ18)(s 2c tc g d u -=核算流型2023.010206.1025.01075.1e 55tc c t <=⨯⨯⨯⨯==--μρu d R 故假设成立，即颗粒沉降位于层流区。
因此，可完全除去的最小颗粒直径为m 1075.15-⨯。
3、解：在操作温度下，气体量13S s m 54.127342727336002160-⋅=+⨯=V ＝13h m -⋅设8μm 颗粒沉降位于层流区，则 由tc S NbLu V = 51101.41.48.154.13tc S ≈⨯⨯⨯==⇒-bLu V N 层(需50块隔板) 082.0512.4===⇒N H h m 核算流型2108.4104.35.0101.4108e 4536tc c t <⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==----μρu d R 故假设成立，得降尘室内隔板间距和层数分别为0.082m 和51层。
注：此题原始数据有点问题。
在该组数据下，气流在降尘室内已达到湍流。
5、解：根据恒压过滤方程τ2e 22KA V V V =+得34e m 107-⨯=⇒V ；127s m 108--⋅⨯=K由下式可算得，15min 收集到的总滤液量，即故再过5min 所得的滤液量3333m 1047.0106.11007.2---⨯=⨯-⨯=V ∆＝0.47 L6、解：(1)过滤面积22m 86.4938281.0=⨯⨯=A滤框总容积32m 623.038025.081=⨯⨯= 滤饼充满滤框时滤液体积3m 79.708.0623.0==V 过滤终了时23m m 156.086.4979.7-⋅===A V q 恒压过滤方程τK q q q =+e 22 (2)洗涤时间86.4910579.71.0)01.0156.0(8)(8d d 5W WW W ⨯⨯⨯⨯+⨯=+=⎪⎭⎫⎝⎛=-KA V q q V V e ττ＝416 s (3)13D W h m 2.1601541655008.079.736003600-⋅=⨯++⨯⨯=++=τττνV Q(4)由于0=s ，故K pp K K s2)(1='='-∆∆。
所以，由τK q q q =+e 22可知 27525505.0==='ττs第五章 传热2.某燃烧炉的平壁由三种材料构成。
最内层为耐火砖，厚度b 1=200mm ，导热系数?1=?m -1? o C -1；中间层为绝热砖，厚度b 2=100mm ，导热系数?2=?m -1? o C -1；最外层为普通钢板，厚度b 3=6mm ，导热系数?3=45W?m -1? o C -1。
已知炉内壁表面温度t 1=1000o C ，钢板外表面温度t 4=30o C ，试计算：(1) 通过燃烧炉平壁的热通量；(2) 耐火砖与绝热砖以及绝热砖与普通钢板之间的界面温度。
假设各层接触良好。
解：(1))(2.107645006.014.01.007.12.0301000233221141-⋅=++-=++-==m W b b b t t S Q q λλλ(2)321q q q q ===11211λb t t q -=， 8.79807.12.02.10761000)(11112=⨯-=+-=t b q t λ o C 22322λb t t q -=， 1.3014.01.02.10768.798)(22222=⨯-=+-=t b q t λ o C 3.在直径为?89?4.5mm 的蒸汽管道外包扎有两层绝热材料。
已知管壁材料的导热系数为45W?m -1?o C -1；内层绝热材料的厚度为40mm ，导热系数为?m -1?o C -1；外层绝热材料的厚度为20mm ，导热系数为?m -1?o C -1。