化工原理习题及答案.pdf

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1、Hgjc_shsd(1/51)流体力学3ssd2-1、φl000mm的敞口容器中盛有密度为1200kg/m的液体。联接于器底的U形管压差计指示的汞柱为200mm，压力计一端连通大气。设压力计指示液底面与容器底面相齐。求器中所盛液体的高度，并求器底所受的力(N)和压力(Pa)。3若液柱压力计中指示液为四氯化碳(密度1600kg/m)，则指示读数为多少？以上均设指示液底面与器底相齐。(2.27,21kN,26.7kPa,1.7m)3r2h2136.*10*2.0解：rgh=rghh===.227m122r12001r1h1200*.227rgh=rghh===7.1m13

2、3r16003ssd2-3、有一个油水分离器(图2-58)，油和水的混合液送入器内，利用密度差使油与水分离。油由分离器上部的侧管溢流排走，水由底部的倒U形管排出。倒U形管顶部有平衡管与分离器顶部连通，使两处压力相等。油面至观察孔中心的距离H0为0.5m，油密度ρ0为33800kg/m，水密度ρ=1000kg/m。如果要求油水分界面也位于观察孔中心，则倒U形管顶部至观察孔中心的垂直距离H应为多少？设液体在器内的流动缓慢，可按静力学处理。而且油水易于分层。没有乳化界面。(0.4m)解rgH=rgH0011r0H0800*5.0H===4.0m1r10001ssd2-4、精

3、馏塔塔顶分出轻油和水蒸气，经冷凝和油水分离后，轻油一部分回至塔中，其余为产品，冷凝水则排走，油水分离器应高过塔顶。为操作方便，在距地面1.5m处观察油水分层的界面，油的相对密度为0.8，求分水管的高度H应为多少？rH8.0*20解00rgH=rgHH===16m00111r11Hgjc_shsd(2/51)td1-5．附图中串联U管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U管压差计的指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅炉中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。大气压强p

4、0=99.3kPa。试求锅炉上方水蒸气的压2强p5。(分别以Pa和kgf/cm来计量)。52[答p=3.64×10Pa=3.71kgf/cm]解：由静力学方程p5+ρg(h5-h4)=p4p4=p3+ρHgg(h3-h4)p3=p2-ρg(h3-h2)p2=p0+ρHgg(h1-h2)p5+ρg(h5-h4)=p0+ρHgg(h1-h2)-ρg(h3-h2)+ρHgg(h3-h4)p5=p0+ρhgg(h1-h2)-ρg(h3-h2)+ρHgg(h3-h4)-ρg(h5-h4)=p0+ρHgg(h1-h2+h3-h4)-ρg(h3-h2+h5-h4)=p0+ρHgg(

5、2.3-1.2+2.5-1.4)-ρg(2.5-1.2+3-1.4)=p0+ρHgg×2.2-ρg×2.9=99.3+13.6×9.81×2.2-1×9.81×2.9=364.4kPa-2-2p5=364.4kPa×1kgf.cm/98.1kPa=3.715kgf.cm-21kgf.cm=98.1kPassd2-6、列管式换热器的管束38根Φ25×2.5mm的钢管组成。空气以10m/s的速度在管内流动，其平均温度为50℃，由液柱压力计测得其压力为250mmHg，压力计一端接通大气，当时大气压101.3kPa，试求空气的体积3流量和质量流量。(0.12m/s0.174k

6、g/s).314-323解：V=uA=10´´(20´10)´38=.0119m/s4pM250mr=p=(+*)11013.=134.62kPa(绝)RT7603pMm134.62*10*293r===.1454kg/mRT.8314(*273+50)m=Vr=.0119*.1454=.0174kg/sHgjc_shsd(3/51)ssd2-8、水平导管从φ300mm缩小到φ200mm(均为内径)。管中流过320℃常压甲烷(甲烷密度变化可忽略)，流量1800m/h。φ200mm管上联接的水柱压力计的读数为20mm水柱，试求φ300mm管上联接的水柱压力计的读数。设阻

7、力忽略(压力计另一端均连通大气)(26.8)解：因气体密度不变，应用柏努利方程。选粗管测压处为1-1’截面，细管测压处为2-2’截面，以管中心线所在平面为基准面，两面间列方程：22upup1122Z++=Z++12g2rgg2rg22pu-up1212整理：=+(a)rgg2rg其中：z1=z2=0；p2=196pa；3-3pM1013.´10´16´103r===.0666kg/mRT8.314*293V1800/3600u===.708ms/122.0785d.0785*3.01V1800/3600u===159.ms/222.0785d.078