制药化工原理课后习题答案内容.doc

|绪论2.解：51032.Patm1mNPa21J 310mL 2305.JtL 10.at以 J·mol-1·K-1 表示 R 的值R =0.08206×1.01325×102 Jmol -1K -1=8.315 Jmol -1K -1第一章 流体流动1. 表压=真空度 =4.8 ×104Pa绝压=5.3 ×104 Pa2.解：设右侧水面到 B点高为 h3，根据流体静力学基本方程可知 PB=PB则 油 gh2= 水 gh3 mkgm4921068233 为h=h1+h3=892mm3.解：正 U 型管水银压差计由图可知 PA=P1(xR 1) 水 gPB=P2x 水 gP 1P 2=2.472kPaP AP B=2.472kPA 水 gR1又有 PA =PC PC= PB HggR1 HggR1=2.472kPa 水 gR1 msmkgR 0.2.08.9)036(2.47a231 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=PDP1=PC 水 g(R2M) P2=PD 水 gM msmkgR0.52.081.9047a32 |4.(1)PB=845.9Pa(表)(2)R =0.178m7.解：由公式 可得AVsuVs=uA=ud 2/4=0.8××(57-3.5×2) 2×10-6=1.57×10-3m3/sWs=Vs=1.57×10 -3×1840=2.89kg/s skguWsG2/14780.8.解：由题可知：11截面：P 1=1.013×105Pa u=0以 22截面为基准水平面z 1=3m22截面：设管内流速为 u z2=033截面：u, z3=3m44截面：u, z4=30.5=3.5m55截面：u, z5=3m66截面：u, z6=2m, P6=1.013×105Pa根据伯努利方程：We=0, h f=0有 261ugPzP 1=P6 u 2/2=g(z1z 6)=9.8有 2Pz9.8×31.013×10 5/1000=9.8P 2/1000P 2=1.209×105Pa3231ugzz1.013×105/1000=9.8P 3/1000P 3=0.915×105Pa4241ugzz9.8×31.013×10 5/1000=9.8×3.59.8P 4/1000P 4=0.866×105Pa21ugzzP 5=0.915×105Pa9. (1)u=1.55m/s Vh=10.95m3/h|(2)z=2.86m解： NeNe=WeWs取釜内液面为 11截面，高位槽内液面为 22截面根据伯努利方程： fhPugzWeuPgz 2111截面：z 1=0, P1= 2.5×104(表压), u1=022截面：z 2=15m, P2=0(表压), As2A=d 2/4=0.25××(764×2)×10 -32=3.63×10-3m2 shu /46.1/3.571063.44000 湍流0.8Re4又 /d=0.3×10 -3/68×10-3=4.41×10-3查图得 =0.029 kgJudlhf /7.246.108.529. 查表 13 得， 全开闸阀 =0.17 半开截止阀 =9.5 90°标准弯头 =0.75 进 =0.5 出 =1h f=(0.179.53×0.75 1.5)×1.462/2=14.2J/kgh f=22.714.2=36.9 J/kg 9.364.15105.224gWeWe=208.87J/kgNe=208.87×2×104/3600=1.16kWN=1.16/0.7=1.66kW12.解：11：高位槽液面 22：出口管内侧列伯努利方程 fhPugzWeuPgz 211z2=0, z1=4m, P1=P2=0(表)， u1=0, We=0h fu 22/2=4gh f= hfh fdlf|查表 13 得， 半开截止阀 =9.5 90°标准弯头 =0.75hf =u 22/2=(9.50.750.5) ×u 22/2=10.75×u22/2 gd4)75.10(化简得(40011.75)×u 22/2=39.220时 水 =1.005=f(Re)=f(u 2) 需试差 321075.49Reud假设 u0 Re u0 01.1.5 76630 0.039 1.661.6 79600 0.039 1.661.66 82588 0.0388 1.66截止阀半开时该输水系统的 u0=1.66m/sVs=uA=1.66×0.25×0.05 2=0.00326m3/sVs=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： 21,22211 fHgupZHgupZ21,2212 fgZH其中， =0.4 m； Pa(表压) ； Pa(表压)；4109.p52107.4p； =0；20时水的密度 。21u2,f 3mkg98m3.58.907.445 kW7.1307.170.3624e gHQN3、解： 10,v0gfhp(1)20时：由附录 2 及附录 7 知，水的密度 ，饱和蒸气压3mkg2.98Pa。4v125.pm.452381.90508.94g H|(2)85时：由附录 2 及附录 7 知，水的密度 ，饱和蒸气压3mkg6.98Pa。5v1078.pm27.15.381.960.954g H4、解： 10,v0gfHhp6.5381.95346.=-2.21m10000 (湍流)46109.31075.9Red|又0.7<Pr<120， ， (被加热)6032.0idL4.n96.219.(PrRe023. .08.48. Nu12.96 kmWii(2)当 时，hmVs/4.03 12354.0).(430 su(过渡流)7.8175.92eR6d34.62)2(03Pre03. 4.0.048. uN19. kmWdii4.0)7.82(16Re1658.5f129 kfii9.试计算：(1) 120的饱和水蒸气冷凝为 120的水时所放出的热量。(2) 120的饱和水蒸气冷凝为 60的水时所放出的热量。(3) 常压下，空气由 20升温至 80时所吸收的热量。解：质量流量 w 均取 1kg/s(1)当 oC，120t kgJ/205)(WQ(2)120 oC 蒸汽 60oC 水oC，9t 318.4p)(48.25760128.4025)60( 33120 kWw(3)空气 20 oC 80ooC，5t 31.p)(3.6005)8( kWQ10.在列管式换热器中用水冷却油。已知换热管的直径为192mm，管壁的导热系数=45 Wm-1oC-1；水在管内流动，对流传热系数 i=3500Wm-2oC-1；油在管间流动，对流传热系数 o=250Wm-2oC-1；水侧的污垢热阻 Rsi=2.510-4m2 oCW-1，油侧的污垢热阻 Rso=1.810-4m2 oCW-1。试计算：(1) 以管外表面为基准的总传热系数。(2) 因污垢热阻而使总传热系数下降的百分数。 解：(1) ioiosmosoo ddbRk11|015.93015.95.2017.945.108.25 4497.3ok(2)污垢前 4.1 iomoodb68.2ok%12.0.7423o12.苯在逆流换热器内流动，流量为 2000kgh-1，温度由 70下降至 30。已知换热器的传热面积为 6m2，热损失可忽略不计；总传热系数为 300Wm-2oC-1；冷却介质为 20的水，定压比热为 4.18kJkg -1。试计算：(1) 冷却水的出口温度；(2) 冷却水的消耗量，以 m3h-1 表示。解：(1) mpcph tkStCwTQ)()(1221oC1.2809.3630)7(9./43kStm20 t3770t 2 10 oC 1.207ln6107ln)(l221 tttmt6.82(2) ).(4pcwQhkg/3913.在逆流换热器内，用 20的水将流量为 4500kgh-1 的液体由 80冷却至 30。已知换热管由直径为252.5mm 的钢管组成；液体走壳程，对流传热系数为 1700 Wm-2oC-1，定压比热为 1.9kJkg -1，密度为 850kgm-3；水走管程，对流传热系数为 850Wm-2oC-1。若水的出口温度不超过 50，换热器的热损失及污垢热阻均可忽略不计，试计算换热器的传热面积。解： mophtSkTCwQ)(21若 W45取iomoodbk