化工原理1-7章习题答案解析.doc

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目 录

第一章 流体流动与输送机械·····················································（2）
第二章 非均相物系分离·························································（32）
第三章 传热···································································（42）
第四章 蒸发···································································（69）
第五章 气体吸收·······························································（73）
第六章 蒸馏···································································（95）
第七章 固体干燥·······························································（119）第一章 流体流动与输送机械

1. 某烟道气的组成为CO2 13％，N2 76％，H2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量

∴ 混合密度

2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m3和867 kg/m3,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。
解：
混合液密度

3．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？
解：
题4 附图

4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。
解：液面下测压口处压力

B
D
h1
h2
A
C
题5 附图
5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m3和1000 kg/m3。
（1）计算玻璃管内水柱的高度；
（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。
解：（1）容器底部压力

题6 附图
1
2
（2）
6．为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。
解：如图，1-2为等压面。

则容器内表压：

7．如附图所示，水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数R＝180mm，试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600 kg/m3。
解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即
，
题7 附图
又

所以
整理得
由此可见， U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关，而与U形压差计放置的位置无关。
代入数据

8．用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数R为12mm。为了提高测量精度，改为双液体U管压差计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920 kg/m3，指示液C为煤油，密度为850 kg/m3。问读数可以放大多少倍？此时读数为多少？
解：用U形压差计测量时，因被测流体为气体，则有

用双液体U管压差计测量时，有

题9 附图
因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数

此时双液体U管的读数为

9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表的读数为78kPa，求气压管中水上升的高度h。
解:
水柱高度

10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1830 kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。
解: (1) 大管:

(2) 小管:
质量流量不变

或:

11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。
解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程:

简化:

12．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。

解：1、2两截面间列柏努利方程：

2
1
其中：

说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。

13．题13 附图
10m

如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的表压为80kPa。已知输送管路为mm的钢管，管路系统的能量损失与流速的关系为（不包括出口能量损失），试求：
（1） 水的流量；
（2） 若需将流量增加20％，高位槽应提高多少m？
解：（1）如图在高位槽液面1-1与管出口内侧2-2间列柏努利方程

简化： （1）
即
解得
流量
（2）流量增加20％，则
此时有

即高位槽需提升0.78m。
题14 附图

14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40×103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。
解:在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努利方程:

简化:

题15 附图
不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中

15．用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为2m3/h，输送管路为φ37×3.5mm的无缝钢管。两槽中液位恒定。设管路的总压头损失为1m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3。试计算压缩空气的压力。
解: 以容器中液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,且以1-1’面为基准,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:

简化:

其中:
代入:

1
h
题16 附图
16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为J/kg（u为水在管内的流速）。试求：
（1）高位槽的液面高度；
（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h）。
解: (1) 阀门全关,水静止

(2) 阀门全开:
在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程:

简化:

解之:
流量:

题17 附图
17．用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩，如附图所示。泵进口管为φ89×3.5mm，碱液在其中的流速为1.5m/s；泵出口管为φ76×3mm。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m。碱液在管路中的能量损失为40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在20kPa（表压），碱液的密度为1100kg/m3。设泵的效率为58％，试求该泵的轴功率。
解：取贮槽液面为1-1截面，蒸发器进料口管内侧为2-2截面，且以1-1截面为基准面。
在1-1与2-2间列柏努利方程：
（a）
或 （b）
其中： z1=0； p1=0（表压）； u1≈0
z2=7m； p2=20×103 Pa（表压）
已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：
m/s
ρ=1100 kg/m3， ΣWf=40 J/kg
将以上各值代入（b）式，可求得输送碱液所需的外加能量
J/kg
碱液的质量流量
kg/s
泵的有效功率

泵的效率为58%，则泵的轴功率
kW

18．如附图所示，水以15m3/h的流量在倾斜管中流过，管内径由100mm缩小到50mm。A、B两点的垂直距离为0.1m。在两点间连接一U形压差计，指示剂为四氯化碳，其密度为1590 kg/m3。若忽略流动阻力，试求：
（1） U形管中两侧的指示剂液面哪侧高，相差多少mm？
（2） 若保持流量及其他条件不变，而将管路改为水平放置，则压差计的读数有何变化?
解：在1-1与2-2截面间列柏努利方程
题18 附图

其中：

（1）

由静力学基本方程：
（2）

故U形压差计两侧为左低右高。

（2）当管路水平放置时：
由柏努利方程
由静力学方程
两式联立：
可见，流量不变时，不变，即U形压差计读数不变。

题19 附图
19．附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3，循环量为45 m3/h。管路的内径相同，盐水从A流经两个换热器至B的压头损失为9m，由B流至A的压头损失为12m，问：
（1）若泵的效率为70％，则泵的轴功率为多少？
（2）若A处压力表的读数为153kPa，则B处压力表的读数为多少？
解: (1) 对于循环系统:

(2) 列柏努力方程:

简化:

B处真空度为19656 Pa。

20．用离心泵将20℃水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。泵吸入与压出管路直径相同，均为φ76×2.5mm。水流经吸入与压出管路（不包括喷头）的能量损失分别为及（J/kg），式中，u为水在管内的流速。在操作条件下，泵入口真空表的读数为26.6kPa，喷头处的压力为98.1kPa（表压）。试求泵的有效功率。
题20 附图
解：以水槽液面为1-1截面，泵入口处为2-2截面，且以1-1面为基准面。在两截面间列柏努利方程

简化为
即
解得
在水槽1-1截面与喷头处3-3截面间列柏努利方程

简化为
即
其中
则
水的流量：
泵有效功率

21．25℃水以35m3/h的流量在φ76×3mm的管道中流动，试判断水在管内的流动类型。
解: 查附录25℃水物性:

为湍流
22．运动黏度为3.2×10－5m2/s的有机液体在φ76×3.5mm的管内流动，试确定保持管内层流流动的最大流量。
解:

23．计算10℃水以2.7×10－3m3/s的流量流过φ57×3.5mm、长20m水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为0.5mm）
解:
10℃水物性:

查得

24. 如附图所示，水从高位槽流向低位贮槽，管路系统中有两个90º标准弯头及一个截止阀，管内径为100mm，管长为20m。设摩擦系数，试求：
（1） 截止阀全开时水的流量；
（2） 将阀门关小至半开，水流量减少的百分数。
解：如图取高位槽中液面为1-1′面，低位贮槽液面为2-2′截面，且以2-2′面为基准面。在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程：
1
1′
2
2′
4m
题24 附图

其中： z1=4； u1≈0； p1=0（表压）；
z2=0； u2≈0； p2=0（表压）
简化得
各管件的局部阻力系数：
进口突然缩小
90º标准弯头2个
截止阀（全开）
出口突然扩大

水流量
（2）截止阀关小至半开时：
截止阀半开的局部阻力系数
此时总阻力

阀门关小后，局部阻力发生变化，但由于高位槽高度不变，所以管路总阻力不变，即

即流量减少10％。

25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为80m（包括所有局部阻力的当量长度）。试计算泵所需的有效功率。(设管壁的粗糙度为0.2mm)
题25 附图
解:
20℃水物性：

根据 ，查得

在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:

简化:
而:

题26 附图
26．有一等径管路如图所示，从A至B的总能量损失为。若压差计的读数为R，指示液的密度为，管路中流体的密度为，试推导的计算式。
解：在A-B截面间列柏努利方程，有

等径直管，故上式简化为

（1）
对于U形压差计，由静力学方程得

(2)
(1)、（2）联立，得

27．求常压下35℃的空气以12m/s的速度流经120m长的水平通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为300mm，宽为200mm。（设＝0.0005）
解: 当量直径:

35℃空气物性:

由 ,查得

题28 附图

28．如附图所示，密度为800 kg/m3、黏度为1.5 mPa·s 的液体，由敞口高位槽经φ114×4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa（表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度＝0.002，试计算两槽液面的垂直距离。
解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:

简化:

由 ,查得
管路中: 进口
90℃弯头 2个
半开闸阀
出口

29．从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m3/h，废气的物理性质与50℃的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U形压差计，指示液为水，其读数为60mm。输气管与放空管的内径均为250mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为55m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m，已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压力为101.3 kPa。试求鼓风机的有效功率。
题29 附图

解: 以吸入管测压处为1-1’面,洗涤塔管出口内侧为2-2’面,列柏努力方程:

简化:
其中:

50℃空气物性:

又
查得

30. 密度为850kg/m3的溶液，在内径为0.1m的管路中流动。当流量为4.2´10-3m3/s时，溶液在6m长的水平管段上产生450Pa的压力损失，试求该溶液的黏度。
解：流速

设液体在管内为层流流动，则

黏度
校核Re：<2000
流动为层流，以上计算正确。该液体的黏度为0.0438Pa·s。

题31 附图
31．黏度为30cP、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40mm的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa和44.2kPa。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。试求：
（1） 管路中油品的流量；
（2） 定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。
解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：
m
m
当阀打开开度时，在A与B截面间列柏努利方程：

其中： (表压)，
则有 （a）
由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则

代入式（a），有
m/s
校核：
假设成立。
油品的流量：

（2）阀打开后：
在A与1截面间列柏努利方程：

简化得
或

显然，阀打开后u1 ↑，p1↓，即阀前压力表读数减小。
在2与B截面间列柏努利方程：

简化得
因为阀后的当量长度l2中已包括突然扩大损失，也即，
故阀打开后u2 ↑，p2↑，即阀后压力表读数增加。

32．20℃苯由高位槽流入贮槽中，两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差5m。输送管为φ38×3mm的钢管（＝0.05mm）总长为100m（包括所有局部阻力的当量长度），求苯的流量。
解: 在两槽间列柏努力方程,并简化:

即:
代入数据:
化简得:

查完全湍流区
设 , 由(1)式得
由附录查得20℃苯物性:

查图，
再设 ，由（1）得

查得 假设正确

流量：

33．某输水并联管路，由两个支路组成，其管长与内径分别为：，；，。已知总管中水的流量为2.2m3/s，水温为20℃，试求各支路中水的流量。（设管子的粗糙度为0.3mm）
解：设两支路中的流动均进入阻力平方区，由及，查得，

又

校核Re：
支管1：

流动接近阻力平方区，。
支管2：

流动接近阻力平方区，。
故以上计算有效。两支管的流量分别为、

题34 附图
10
34．如附图所示，高位槽中水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为38mm、长为28m；BC与BD支管的内径相同，均为32mm，长度分别为12m、 15m（以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：
（1）BC支路阀门全关而BD支路阀门全开时的流量；
（2）BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。

解：（1）在高位槽液面与BD管出口外侧列柏努利方程：

简化 ：
而
有：
化简
又由连续性方程：

代入上式：

解得：
流量：
（2）当 BD，BC支路阀均全开时：
C ，D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，

(1)
又

=
(2)
在高位槽液面与BD出口列柏努利方程：

(3)
将（2）代入（3）式中：

解得：
流量：

35．在内径为80mm的管道上安装一标准孔板流量计，孔径为40mm，U形压差计的读数为350mmHg。管内液体的密度为1050kg/m3，黏度为0.5cP，试计算液体的体积流量。
解：
设，查得

而
假设正确，以上计算有效。

题36 附图
12
1.5m
36．用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中，流程如附图所示，两槽液面差为12m。输送管为φ57×3.5mm的钢管，吸入管路总长为20m，压出管路总长为155m（均包括所有局部阻力的当量长度）。用孔板流量计测量水流量，孔径为20mm，流量系数为0.61，U形压差计的读数为600mmHg。摩擦系数可取为0.02。试求：
（1）水流量，m3/h；
（2）每kg水经过泵所获得的机械能；
（3）泵入口处真空表的读数。

解：（1）

（2）以水池液面为面，高位槽液面为面，在面间列柏努利方程：

简化:
而
其中：

（3）在水池液面面与泵入口真空表处面间列柏努利方程：

简化为
其中

即泵入口处真空表的读数为21.1kPa。

37．水在某管路中流动。管线上装有一只孔板流量计，其流量系数为0.61，U形压差计读数为200mm。若用一只喉径相同的文丘里流量计替代孔板流量计，其流量系数为0.98，且U形压差计中的指示液相同。问此时文丘里流量计的U形压差计读数为若干？
解：由流量公式：

流量相同时，

故文丘里流量计的读数

38．某气体转子流量计的量程范围为4～60m3/h。现用来测量压力为60kPa（表压）、温度为50℃的氨气，转子流量计的读数应如何校正？此时流量量程的范围又为多少？（设流量系数CR为常数，当地大气压为101.3 kPa）
解：操作条件下氨气的密度：

即同一刻度下，氨气的流量应是空气流量的1.084倍。
此时转子流量计的流量范围为4×1.084～60×1.084m3/h，即4.34～65.0 m3/h。

39．在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30 m3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa，两测压口间的垂直距离为0.4m，轴功率为3.45kW。试计算泵的压头与效率。
解：

在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失；

=27.07m

40．在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一敞口高位槽中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m，管路总长为400m（包括所有局部阻力的当量长度）。管内径为75mm，换热器的压头损失为，摩擦系数可取为0.03。此离心泵在转速为2900rpm时的性能如下表所示：
Q/(m3/s)
0
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
H/m
26
25.5
24.5
23
21
18.5
15.5
12
8.5
试求：（1）管路特性方程；
（2）泵工作点的流量与压头。

解：（1）管路特性曲线方程：

（2）在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管路特性曲线的工作点：

41．用离心泵将水从贮槽输送至高位槽中，两槽均为敞口，且液面恒定。现改为输送密度为1200 kg/m3的某水溶液，其他物性与水相近。若管路状况不变，试说明：
（1）输送量有无变化？
（2）压头有无变化？
（3）泵的轴功率有无变化？
（4）泵出口处压力有无变化？
解：变化时，泵特性曲线不变。
管路特性曲线 不变
（1） 输送量不变； （2）压头不变；
（3） 轴功率：
增加
（4）在贮槽液面1-1′和泵出口2-2′间列柏努力方程：

简化：
工作点Q，不变，不变
即随的增加而增加。

42．用离心泵将水从敞口贮槽送至密闭高位槽。高位槽中的气相表压为98.1kPa，两槽液位相差10m，且维持恒定。已知该泵的特性方程为（单位：H—m，Q—m3/s），当管路中阀门全开时，输水量为0.01 m3/s，且流动已进入阻力平方区。试求：
（1）管路特性方程；
（2）若阀门开度及管路其他条件等均不变，而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液，求碱液的输送量。
解：（1）设输送水时管路特性方程为

其中，
当输水量为0.01 m3/s时，由泵特性方程与管路特性方程联立：

得
即此时管路特性方程为
（2）当改送密度为1200 kg/m3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程

流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则B不变。因此管路特性方程变为

将该方程与泵特性方程联立，

可得碱液输送量

43．用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为，管路特性方程为，两式中Q的单位均为m3/h，H的单位为m。试求：
（1）泵的输送量；
（2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送量为多少？若并联操作，输送量又为多少？
解：（1）

联立：
解得：
（2） 两泵串联后：
泵的特性：
与管路特性联立：

解得：
（3） 两泵并联后：
泵的特性：
与管路特性联立：

解得：

44．用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中80℃的水送出，吸入管路的压头损失为4m，当地大气压为98kPa。试确定此泵的安装高度。
解：查附录：水，
在附录中查得IS65-50-125泵的必需气蚀余量 （NPSH）r=2.0m
泵允许安装高度：

=
=
为安全起见，再降低，即
即泵需要安装在水槽液面以下或更低位置。

45．用离心泵从真空度为360mmHg的容器中输送液体，所用泵的必需汽蚀余量为3m。该液体在输送温度下的饱和蒸汽压为200mmHg，密度为900kg/m3，吸入管路的压头损失为0.5m，试确定泵的安装位置。若将容器改为敞口，该泵又应如何安装？（当地大气压为100kPa）
解：（1）当容器内真空度为360mmHg时，

故泵宜安装在液面以下（0.63＋0.5）＝1.13m更低的位置。
（2）当容器敞口时，

故泵宜安装在液面以上低于（4.8－0.5）＝4.3m的位置。

题46 附图
46．如附图所示，用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽，泵位于贮槽液面以下2m处。已知塔内液面上方的真空度为500mmHg，且液体处于沸腾状态。吸入管路全部压头损失为0.8m，釜液的密度为890kg/m3，所用泵的必需汽蚀余量为2.0m，问此泵能否正常操作？
解：因塔内液体处于沸腾状态，则液面上方的压力即为溶液的饱和蒸汽压，即
该泵的允许安装高度：

而实际安装高度，说明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生气蚀现象。

47．用内径为120mm的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为60～100m3/h。水由池底部进入，池中水面高出河面25m。管路的总长度为80m，其中吸入管路为24m（均包括所有局部阻力的当量长度），设摩擦系数为0.028。，试选用一台合适的泵，并计算安装高度。设水温为20℃，大气压力为101.3kPa。
解：以大流量Q＝100m3/h计。
在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化：

由 选泵IS100-80-160，其性能为：

确定安装高度：
水，

减去安全余量，实为以下。
即泵可安装在河水面上不超过的地方。

48． 常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为760 kg/m3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为φ57×2mm，由液面到设备入口的升扬高度为5m，流量为15m3/h。釜内压力为148kPa（表压），管路的压头损失为5m（不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。
解：
在水槽液面与输送管内侧面间列柏努力方程，简化有：

由Q= ，查油泵样本，选泵60Y-60B其性能为：
流量

49．现从一气柜向某设备输送密度为1.36kg/m3的气体，气柜内的压力为650Pa（表压），设备内的压力为102.1kPa（绝压）。通风机输出管路的流速为12.5m/s，管路中的压力损失为500Pa。试计算管路中所需的全风压。（设大气压力为101.3kPa）
解：

第二章 非均相物系分离

1、试计算直径为30μm的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m3），在20℃水中和20℃常压空气中的自由沉降速度。
解：已知d=30μm、ρs=2650kg/m3
（1）20℃水 μ=1.01×10-3Pa·s ρ=998kg/m3
设沉降在滞流区，根据式（2-15）

校核流型

假设成立， ut=8.02×10-4m/s为所求
（2）20℃常压空气 μ=1.81×10-5Pa·s ρ=1.21kg/m3
设沉降在滞流区

校核流型：

假设成立，ut=7.18×10-2m/s为所求。

2、密度为2150kg/ m3的烟灰球形颗粒在20℃空气中在滞流沉降的最大颗粒直径是多少？
解：已知ρs=2150kg/m3
查20℃空气 μ=1.81×10-5Pa.s ρ=1.21kg/m3
当时是颗粒在空气中滞流沉降的最大粒径，根据式（2-15）并整理
所以

3、直径为10μm的石英颗粒随20℃的水作旋转运动，在旋转半径R＝0.05m处的切向速度为12m/s，，求该处的离心沉降速度和离心分离因数。
解：已知d=10μm、 R=0.05m 、 ui=12m/s
设沉降在滞流区，根据式（2-15）g改为ui/ R 即

校核流型

ur=0.0262m/s