1、第一章1-1 0.898 3kgm1-2 633mmHg1-3 1.78z1-4 H =8.53m1-5 20ABpg1-6 318.2Pa ; 误差 11.21-7 在大管中： 112114.57,0.689,6mksumsGkgms在小管中： 22243g1-8 6.68m解取高位槽液面为 1-1，喷头入口处截面为 2-2 面。根据机械能横算方程，有gz1 + u12/2 + p1/=gz2+u22/2+p2/+wf式中，u 1 =0， p2 =0，u 2 =2.2 m .s-1，p 2 = 40*103 Pa，w f =25J.kg-1，代入上式得z =u22/2g+p2p1/g+wf/
2、g=2.22/2*9.81+40*103-0/1050*9.81+25/9.81=6.68m1-9 43.2kW解对容器 A 液面 1-1 至塔内管出口截面 2-2 处列机械能衡算式221e fupup gz+ w=gz+w已知 z1=2.1m，z 2 =36m , u1 =0, 2的速度头已计入损失中，p 1=0, p2=2.16*106 Pa, fw=122J.kg-1, 将这些数据代入上式得e= (z2-z1)g+p2/+ f=(36-2.1)*9.81+2.16*106/890+122=333+2417+122=2882J.kg-1泵的有效功率 Ne= swm=2882*15/1000
3、=43.2kw1-10 (1) 4.36Kw；(2) 0.227MPa 1-11 B 处测压管水位高，水位相差 172mm1-12 H=5.4m，pa=36.2kPa解在截面 1-1 和 2-2 间列伯努利方程，得22upup gz+ =gz+即 12112() (a)z1、z 2 可从任一个基准面算起（下面将抵消） ，取等压面 a-a ，由静力学方程得p1+g(z1-z2)+ gR=p2+ HgR即 2()Pg (b)由式(a)和式(b)可得 2 31113609.8109.8HguRJkg（c）又由连续性方程知 u2= u1(d1/d2)2= u1 (125/100)2=1.252 u1代
4、入式（c）得（ 1.252 u1） 2 - u12=2 9.89u1=3.70m.s-1于是 u2=1.252 3.70=5.78 .ms喷嘴处 u3= u1（d 1/d3） 2=3.70 125/75） 2=10.28 1.ms在截面 0-0 与 3-3 间列机械能衡算式H= u32/2g=10.282/29.81=5.39m在截面 0-0 与 a-a 间列伯努利方程H=u22/2g+ pA/g故有 pA=gH- =1000*9.81*5.39-5.782/2 *1000=36.2 310Pa1-13 d39mm1-14 水 0.0326ms-1，空气 2.21ms-11-15 (1) 38
5、.3kPa； (2) 42.3%1-16 不矛盾1-17 答案略1-18 (1) 第一种方案的设备费用是第二种的 1.24 倍；(2) 层流时，第一种方案所需功率是第二种的 2 倍；湍流时，第一种方案所需功率是第二种的 1.54 倍1-19 0.37kW1-20 2.08kW1-21 0.197m；不能使用解（1）求铸铁管直径取 10氺的密度 =1000 1.kgm,查附录五知 =1.305 310Pa.s取湖面为 1-1 面，池面为 2-2 面，在面 1-1 与面 2-2 间列机械能衡算方程21fupgz w因 u1、u 2、p 1、p 2 皆为零，故 gz= fw（a ）式中， z45m
6、, 22258103().69fluwdd代入式（a）得9.81 45= 5.6295d=0.01275 (b) 的范围约为 0.02-0.03，现知 VS 很大，Re 也大，故 的初值可取小些。设=0.02，代入式（ b）解得d =(0.012750.02)0.2=0.191m检验 值：新铸铁管的绝对粗慥度 =0.03mm，则 /d=0.3/191=0.00157Re= u(/4)sVd3103/60(/).9.51=4.26105=0.23680.1Re=.2874.=0.02316可见初设的 偏小，故需进行迭代计算。再设 =0.02316，代入（b）得d=0.1968m于是 0.3196
7、8d=0.00152Re= 55/604.130(/4).1.3.2 0.235680.1(.2)Re.d与 数据相近，故迭代一次即可结束。对 d 取整为 0.2m 即 200mm(2) =1mm 时，核算是否能满足引水量为 300 31mh的要求d=1/200=0.005Re= 310/60(/4).25154.67100.258. )98.代入式（b）得d=0.207m可见，d=0.2m 的管子不能满足在 =1mm 时引水量不变的要求，为此应将管径取为 210mm 才行。1-22 66.5Lmin-11-23 (1) 0.54ms-1；(2) R 1=10.65cm，R 2=17.65cm
8、1-24 输送能力变小，阀门前压力变大1-25 u1=7.25 ms-1，u 2=10.52 ms-1；风机出口压力 p=65.2mmH2O解（1）求 u1,u2根据并联管路的特点，知 12ffw即 21lld现 11,l，故上式化简为2u（a ）又根据质量衡算可得 22212221(/4)(/)(/4)0.5.0.dudu78（b）由（a） （b）求 u1，u 2 需试差。初设 12，则由（a ）得2u代入（b）得 1=7.36 1ms于是 2u=17.78- =17.78-7.36=10.42 1ms检验以上数值的准确性：查附录六知 30空气 =1.165kg.m-3, 5.860Pa.s
9、，则415.67.301Re6.98d2.42.710u120.5.3d0.2 0.23416868.()1(0.3)17Re.9150.23 0.232 420. . 5.7d与初设值稍有偏差，再将 1=0.0217， 2=0.0205 迭代入（a） （b）得1127.4,.54umsus检验： 450.231 4.67.2401Re6.880.(3)18.250.2346.401e98680.1(3)5.与第一次迭代值很接近，故所得结果为 11127.4,0.54umsus（2）求风机出口处压力设风机出口处压力为 p。根据风机出口与管出口间的机械能衡算，有 2211fflulpd支 管 总
10、 管 2 2807.4031.2.65.655.36总管 .0d531.52Re1.086.3 0.23568.()(.2)194Re1.d于是 504.968pPa1-26 11.3m1-27 (1) 10.19 31mh； (2) 方案二可行1-28 当阀门 k1 关小时， V，V 减小， 2增加， Ap增加1-29 表压为 492.3 Pa1-30 7.08 1gs1-31 634 kh1-32 9.8 倍第二章2-1 0.72-2 (1)管路特性方程(2) 绘制管路特性曲线图，可得型号 Q/m3.h-1 H/m N/kWIS250-200-315 678 31.1 67.3 85%IS
11、250-200-315A 627 27.8 57.0 83%2-3 (1)对泵进、出口列机械能衡算方程，有 (a)把 H=he=15.04m 代入式(a)可得 Q=34.76m3.h-1(2) Q=90%Q=31.28m3.h-1代入式(a)，可得 he=12.18m有效功率 Ne=heQg=1.04kW百分率 Q/Q=D/D=0.902-4 (1)图(c)的安装方式无法将谁送上高位槽，而(a)、(b)可以，且流量相同；(2)泵所需的功率相同2-5 (1)由公及查表及公式可得：h e=77m查附录十七，可选 IS100-65-250型泵，n=2900r.min -1(2)合适 (3)不能，不合
12、理2-6 IH40-20-160，2.07kW2-7 解： (1)齿轮泵或螺杆泵 (2)离心泵(带开式或半开式叶轮) 或齿轮泵；(3)若压力不大，选离心泵(带开式叶轮) ，若压力大，选隔膜泵(4)双吸离心泵；(5)往复泵或螺杆泵；(6) 计量泵2-8 222mmH2O2-9 不能，将转速提高至1500r.min -1即可2-10 解：在汽缸中压缩、排除时：根据理想气体状态方程得压缩前体积压缩功在密闭筒中压缩时：第三章3-1 水中 uo=0.00314 ms-1，空气中 uo=0.282 ms-1，解答：根据题意给定及查取附录，可得如下数据。石英颗粒：d=6010 -6m； s=2600kgm-
13、320水：=1000kgm -3；=110 -3Pas20空气：=1.205kgm -3；=0.018110 -3Pas(a)在20水中沉降，设斯托克斯定律适用，0.00314 ms-1验算0.1882故可用斯托克斯公式，u o 结果正确。(b)在20空气中沉降=0.282 ms-1验算：=1.1323-2 4.74Pas3-3 (1)64.7m；(2)59.7%(1)先设沉降在斯托克斯区,则能被完全去除的最小颗粒直径查附录知常压、100空气 kgm-3又已知 kgm-3，Vs=2700/3600=0.75m 3s-1，A 0=21.5=3m2代入上式得=64.7m 检验:=0.25m/s=0
14、.710 4）以管外表面为基准的传热系数 K2，根据题意可计算如下：= =1.19510-3K2=837W/（m 2k）(2)操作一年后的传热方程用 Q = K2 Atm 表示，与操作初期的 Q= K2Atm比较，两传热系数有以下关系 式 5-11c：以下分别求 tm 和 tm。查 196kPa（表压）饱和水蒸汽的温度 133度，有133 133 133 133 20 80 20 70 113 53 113 63tm=（ 113-53） /ln（ 113/53） =79.25tm =（ 113-63） /ln（ 113/63） =85.58 故 其中的污垢热阻 Rs1 比 Rs1=6*10-4
15、 W-1m2k 增加了约47%。5-17能满足要求5-18 = 140Wm-2K-15-19 =458Wm-2K-15-20 = 1410Wm-2K-15-21 K=758Wm-2K-15-22 = 53Wm-2K-15-23 = 533Wm-2K-15-24 = 533Wm-2K-1；= 533Wm -2K-15-25 K=2040Wm-2K-1； T=124解答使用初期的传热系数 K 用热衡算式计算求 tm水蒸气 110 110 溶液 20 80 90 30=54.6则 K= m2cp2（ t2-t1） /（ Atm） =（ 2.5*10000/3600） *4000*（ 80-20） /
16、（ 15*54.6）=2035W/（m 2k）使用一年后的平均温差变为 tm水蒸气 110 110 溶液 20 7290 38=60.3则 = 1597Wm-2K-1为使溶液出口温度保持 80度，必须是平均温差满足即使得 =69.6此时的加热水蒸气的温度 T 应该满足下式=69.6或得 T =123.9 比原来的 T=110 升高 13.9 。5-26 = 2630Wm-2K-15-27 =0.8185-28 =0.75；t 2=103解油 ms1cp1=0.92.1=1.89kJs-1K-1水 ms2cp2=0.64.187=2.51kJs-1K-1可知 ms1cp1 ms2cp2，油为热容
17、流量较小流体。=0.753=2.25查图 5-21得传热效率 =0.75若水量增加 20%， NTU=KA/（ ms1cp1）不变，而=0.627插图 5-21得， =0.78T2 =65.8由得得 t2 =103.65-29 q1-2=29.8kW5-30 (1) q1-2=1630kW；(2) q 1-2=1610kW5-31误差约 605-32减少约 93.2%5-33热损失 QL=737Wm-1；保温后热损失 QL =130Wm-1，既减为原热损失的17.6%(1)裸管的热损失即令 tW-10=，代入上式可得解此方程，其中正根为 =133.0 .计算 QL时。因（ 140-）甚小，易产生误差，以按外壁散热校准：=736 Wm-1(2)加保温后设其内外壁温度分别为 tW1、t W2，按三个串联热阻的各相等，有即令 tW2-10= 代入上式，得解此二次方程，得=26.1 ，故Tw2=36.1=130 Wm-1热损失为裸管的130/736=0.177 或17.7%第八章8-1 Y=0.00796，X=0.01059；G G=0.00558m -3，G L=9.90m -3。8-2 压缩前 kmolm-3；压缩后冷凝前 kmolm-3；冷凝后 kmolm-3；冷凝百分率42.1%。8-3 损失 6.65gd-1。
