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1、《化工原理》習(xí)題集第二章傳遞過(guò)程基本方程21一攪拌槽中原盛有濃度為60%(質(zhì)量%,下同)的鹽水2000kg。今以2kgs的質(zhì)量流率向槽中加入0.25%的鹽水,同時(shí)以1.2kgs的質(zhì)量流率由槽中排出混合后的溶液。設(shè)槽中溶液充分混合。求槽中溶液濃度降至1%時(shí)所需要的時(shí)間。(總質(zhì)量衡算,分別按無(wú)化學(xué)反應(yīng)和有化學(xué)反應(yīng)考慮)22在下述情況下簡(jiǎn)化連續(xù)性方程,并指出簡(jiǎn)化過(guò)程的依據(jù)。(連續(xù))(1)不可壓縮流體在重力作用下沿傾斜平板壁面作二維穩(wěn)態(tài)流動(dòng);(
2、2)不可壓縮流體在水平園管中作軸對(duì)稱(chēng)的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)(進(jìn)口段與充分發(fā)展);(3)不可壓縮流體作球心對(duì)稱(chēng)的穩(wěn)態(tài)流動(dòng);(4)不可壓縮流體在兩水平的平行平板間的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。23下述不可壓縮流體的運(yùn)動(dòng)可否存在。(連續(xù))(1)u=xiyjzk;(2)u=yztixztjxytk;(3)ux=2x2y,uy=2y2z,uz=4(xy)zxy;(4)ux=2x,uy=xz,uz=2(xy)。24一不可壓縮流體的流動(dòng),x方向的速度分量是ux=ax2by,z方向
3、的速度分量為零,求y方向的速度分量uy,其中a與b為常數(shù)。已知y=0時(shí)uy=0。(連續(xù))25加速度向量可表為DuDt,試寫(xiě)出直角坐標(biāo)系中加速度分量的表達(dá)式,并指出何者為局部加速度項(xiàng),何者為對(duì)流加速度項(xiàng)。(隨體)26已知成都和拉薩兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為0.095MPa和0.062MPa?,F(xiàn)有一設(shè)備需保持設(shè)備內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)為3.0kPa。問(wèn)這一設(shè)備若置于成都和拉薩兩地,表上讀數(shù)分別應(yīng)為多少?27用如附圖所示的U型管壓差計(jì)測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)氣體在A點(diǎn)
4、處的壓強(qiáng)以及通過(guò)催化劑層的壓強(qiáng)降。在某氣速下測(cè)得R1為750mmH2O,R2為80mmH2g,R3為40mmH2O,試求上述值。28如附圖所示,傾斜微壓差計(jì)由直徑為D的貯液器和直徑為d的傾斜管組成。若被測(cè)流體密度為ρ,指示液密度為ρ0,試導(dǎo)出用R1表示的壓強(qiáng)差計(jì)算式。如傾角α為300時(shí),若要忽略貯液器內(nèi)的液面高度h的變化,而測(cè)量誤差又不得超過(guò)0.1%時(shí),試確定Dd比值至少應(yīng)為多少?29一水箱用如附圖所示的錐閥封水,錐閥底直徑為0.5m,
5、高為0.6m,閥重50kg。當(dāng)水位達(dá)1.5m時(shí),要求閥啟動(dòng)泄水,問(wèn)外配錘重w應(yīng)為多少?aauxzhh習(xí)題215附圖習(xí)題217附圖習(xí)題218附圖219水以湍流形式流過(guò)一直徑相等的90?彎管,該管垂直放置。入口處的壓力為p1、平均流速為u1,出口壓力為p2、平均流速為u2。求水流對(duì)彎管的作用力。(動(dòng)量)220水從供水管流入水箱,再經(jīng)水平管流出,如圖所示。流入與流出的流量相同。箱中水面保持在離水管中心線以上距離h處。箱中各處流速與管中流速相比
6、均可約而不計(jì)。水箱與水管出口之間的阻力損失為hf。(1)求流量V(用h、A與hf表示);(2)如要保持水箱不動(dòng),需多大的水平推力Fx?(柏,動(dòng)量)zhxF習(xí)題219附圖習(xí)題220附圖221溫度為20?C的水穩(wěn)態(tài)流過(guò)內(nèi)徑為25mm的鍍鋅管,流動(dòng)已充分發(fā)展。試求算下述兩種質(zhì)量流率下的阻力損失:(1)120kgh;(2)1200kgh。(直管阻力)222一鋼球(?=7800kgm3)直徑為0.254mm,在水溫為25?C的水箱中降落,達(dá)到穩(wěn)定
7、的沉降速度為8.08cms。如果一個(gè)鋼球在溫度為25?C的甘油中降落,速度達(dá)到8.08cms(什么速度?)。假定兩種情況下球體周?chē)牧鲃?dòng)是動(dòng)力相似的,鋼球直徑應(yīng)為多少?(相似準(zhǔn)則)223管流中熱充分發(fā)展的含義是什么?熱充分發(fā)展與流動(dòng)充分發(fā)展有何不同?224試由柱坐標(biāo)形式的能量方程出發(fā),導(dǎo)出不可壓縮流體在園管內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱(chēng)對(duì)流傳熱時(shí),流動(dòng)進(jìn)口段的能量方程。(能量)225溫度為310.9K的油以0.0126kgs的質(zhì)量流率流過(guò)內(nèi)徑25.4
8、mm的銅管,管長(zhǎng)6.1m。通過(guò)在管外冷凝水蒸汽使管內(nèi)壁溫度保持在374.8K。假定在整個(gè)管長(zhǎng)上管內(nèi)流動(dòng)都是充分發(fā)展的,油的物理性質(zhì)可認(rèn)為不變,其值如下:Cp=2050J?kg1?K1,?=881kg?m3,?=5.87X104Pa?s,k=0.143W?m1?K1。試計(jì)算:(1)Re;(2)Pr;(3)油的出口溫度。(園管內(nèi)的對(duì)流傳熱,層流)226在長(zhǎng)度為5m,內(nèi)徑為54mm的管內(nèi)加熱苯溶液。苯的質(zhì)量流速為175kgs?m2。苯在定性溫
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