食品工程原理第一章习题电子教案.doc

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第一章 流体力这基础
1. 解：已知d1 = 0.02m，d2 = 0.012，Δp = 800Pa，ρ = 940kg/m3
列出伯努利方程
根据题意：z1 = z2，Δp = p1 – p2，由此得：
(1)
再与连续性方程联立
解得：u2 = 1.398 m/s，由此求得：

2.解：已知，d = 0.027m，，ρ = 1030kg/m3。
根据流量求出流速

∴ 此管内流动为紊流。
3.解：已知：，d = 0.01m，，ρ = 940kg/m3，l = 27m。
列出伯努利方程：

根据已知条件得：z1 = z2，u1 = u2。由此得：

根据流量求出流速，再判断流动状态

∴ 此管内流动为层流。
计算
根据范宁公式：计算
由此得：
4. 解：已知：u = 6 m/s，d = 0.033m，l = 100m。，ρ = 1000kg/m3

根据已知条件得：z1 = z2，u1 = u2。由此得：

判断流动状态
∴ 此管内流动为紊流。管内壁为水力光滑管，所以可认为粗糙度Δ = 0。查摩擦因数图，求得：λ = 0.027。
代入范宁公式，得：
由此得：
5. 解：根据范宁公式：

已知液体作层流流动，∴ ，
计算流速和Re变化的倍数

6. 解：根据范宁公式：

已知：，得：

已知流体处于紊流区，圆管为光滑管，根据布拉休斯公式，可得：

7. 解：已知Δz = z2 - z1 = 5.5m，Q = 40m3/h，d = 0.106m，Σ Lf = 4.5J/kg，p1 (表压)= 0，u1 = 0。

计算
代入数据，得：

求得：p2 = -59.2kPa，即真空度为59.2kPa。
8. 解：已知：ρ = 1200kg/m3，，，Δz = z2 - z1 = 20m，Q = 30m3/h，p1 = p2 = 0，u1 = u2 = 0，η = 0.65。

根据已知条件，代入数据得：

9. 解：已知：Q = 10 m3/h，d = 0.051m，l = 100m，Δz = z2 - z1 = 20m，Δ = 0.25mm，ρ = 100kg/m3，，η = 0.70。

阀件
当量长度
个数
全开闸阀
0.33
1
全开截止阀
15
1
标准弯头
1.7
3

根据题意可知：p1 = p2 = 0，u1 = u2 = 0，由此得：

管内流体流速：
计算Re值
∴ 此管内流动为紊流。相对粗糙度，由查图得：λ = 0.0315。

10. 解：已知：ρ = 1060kg/m3，，p2 = -40kPa，Q = 18 m3/h，d = 0.051m，Σle = 50m，Δz = z2 - z1 = 20m，Δ = 0.02mm，η = 0.65。

根据题意可知：p1 = 0，u1 = 0，由此得：

计算雷诺数
∴ 此管内流动为紊流。相对粗糙度，由查图得：λ = 0.019。

11. 解：已知ρ = 1240kg/m3，，Q = 6 m3/h，d = 0.0254m，l = 50m，Δz = z2 - z1 = 2m，取Δ = 0.02mm
阀件
阻力系数
个数
全开闸阀
0.17
2
全开截止阀
6.4
1
标准弯头
1.1
6

根据题意可知：p1 = p2 = 0，u1 = 0，由此得：

计算Re值
∴ 此管内流动为紊流。相对粗糙度，由查图得：λ = 0.03。
注意包括入口阻力

12. 解：已知ρ = 998.2kg/m3，，Q = 20 m3/h，d = 0.05m，l = 24m，Δz = z2 - z1 = 4m，取Δ = 0.12mm
阀件
阻力系数
个数
全开闸阀
0.17
1
全开截止阀
6.4
2
90º标准弯头
1.1
4
带滤水网的底阀
10
1

根据题意可知：p1 = p2 = 0，u1 = 0，由此得：

∴ 此管内流动为紊流。相对粗糙度，由查图得：λ = 0.029。
(包括入口阻力)

根据流量和扬程选择合适的离心泵，可选的型号有：IS65-50-160和IS65-40-315。
14. 解：已知Q = 60 m3/h，d = 0.075m，Hsp = 5.6m，Σhf = 0.5m，工作点压力为9.81×104Pa。
(1)

根据题意计算允许安装高度

为安全起见，实际安装高度应比允许安装高度再降0.5m，即Z ≤ Zsp - 0.5 = 3.87m
而当前Z = 5m，所以该泵不能满足要求。
(2)工作点大气压9.02×104Pa，水温为40℃时，饱和蒸汽压为7.3766kPa

在此条件下泵的允许安装高度为3.07m。
仅供学习与参考