化工原理习题.pdf

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1、---绪论补充题1：一罐内盛有20t重油，温度为293.15K。用外循环进行加热，如图，重油循环量W为8t/h。循环的重油在换热器中用水蒸汽加热，其在换热器出口温度T3恒为373.15K，罐内的油均匀混合，问罐内的油从T1=293.15K加热到T2=353.15K需要多少时间。假设罐与外界绝热。解：罐内油的温度随时间变化，所以是一非稳态的加热过程，由于罐内油均匀混合，从罐内排出的油温与罐内油的温度相同，其在某一时间为T。8t，CP373.15K373.15K20t换热器CP，T8t，T，CP以罐为系统（虚线框）进行热量衡算，

2、以dt为时间内进行系统及系统内积累的热量分别为：t时刻，温度为T；（t+dt）时刻，温度升高为（T+dT）输入系统的重油的焓为WCTdt'（TK'373.15=）P^_^输出系统的重油的焓为：WCTdtP系统内积累的焓为：GCdTP其中，C为重油的平均等压比热容PGdT列热量衡算式：WCTdt'=WCTdtGCdT+。即dt=⋅PPPWTT'−积分条件，tTT===0,293.15;Kt=θ(待求),TT==353.15K12θ20353.15dT∫∫dt=02893.15373.15−T20373.15293.15−θ=⋅

3、ln=3.47h8373.15353.15−1------第一章，流体力学基础31、如图所示，用一U形压力计测量某密闭气罐中压力，指示液为水，密度ρ=1000kg/m。因气体03易溶于水，故在水与气体之间用惰性溶剂（密度ρ'=890kg/m）将二者隔开。现已知h=10cm，R=24cm，求气罐内绝对压力、表压（分别用Pa和m水柱表示）。解：'Pg+=+ρρhgRP00a'表压：PRh=−⋅(ρρ)g=××−×=9.81(10000.0248900.01)1481.3Pam=0.015HO0025绝压：PP=+a1481.3P

4、a=×1.02810Pa=10.48mHO22、如图，用一复式U形压差计和倒U形压差计同时测量水管中A、B两点间的压差，复式压差计的指示液为汞，两段汞柱之间为空气，倒U形压差计指示液为空气。今若测得h1=1.2m，h2=0.6m，R1=0.1m，R2=0.07m，问A、B两点间的压差∆P为多少Pa？倒U形压差计读数R3为多少m？AB复式压差计，倒U型压差计解：^_^空气柱两侧压强相等，PP=12Pg+=ρhPg+ρRAH2O11Hg1Pg++=ρhgρRPBH2O22Hg23∴∆=−=PPPρρg(RR+−)g(hh−=)1

5、6.7810×PaABABHg12HO212倒U形压差计3∴∆=−=PPPρgR=××=×10009.8R16.7810PaABABHO233R=1.71m33、用双液柱压差计测定两点间压差，如图所示。管与杯的直径之比为d/D，试证明，若测量时考虑小杯液面间的高度差∆h，则实际压差为：22PP−=−()(ρρgR+ρdDgR/)⋅⋅1221133今测得R=320mm，且已知ρ=910kgm/，ρ=1000kgm/，Dm=190m，dm=6m，求高度差∆h12和不考虑∆h所造成的压差测量的相对误差。2------双液柱压差计解

6、：A、B是等压面，PP=ABPPg=+ρhA11PPg=+ρRghRgh+ρρ()−+∆B221PP−=−()ρρρgRgh+∆12211R高的液柱由左侧到右侧。21122dR⋅=()()ππdhD∆⋅，∆=⋅hR()，代入得，244D2dP−=−P()(ρρgR+ρ)gR122112D实际压差，PP−=285.1Pa12若不考虑∆h，(PP−=−⋅=)'(ρρ)gR282.24Pa，1212相对误差1.0%。^_^4、有一敞口容器盛有90℃的水，水深2m，大气压为101.3kPa。若使容器向下做加速运动，则：（1）当2加速

7、度am=4.9/s时，容器底部的压力为多少？（2）要想使容器底部产生气泡，则加速度为多大？解：加速运动（1）Fma=⋅FPAg=⋅+⋅ρhA()重力−⋅PAamh=⋅ρ()APk=110.2Pa（查90℃水的密度）（2）产生气泡，即容器底部的压力为该温度下水的饱和蒸汽压。查表得，90℃下水的饱和蒸汽压为70099.66PaPAghAPAmahAa⋅+ρ⋅−⋅==ρ⋅a2am=26/s3------335、密度为1200kgm/的某液体在Φ×76mm4mm的管道内流动，体积流量为19mh/，试求液体在管道中的流速、质量流速、质

8、量流量。解：V19/3600sum===1.45/sππ22d×0.06844mV=⋅=ρ120019/3600×=6.33kg/ss2ρuk=×=12001.451740g/ms注：流速、质量流量、质量流速，三者之间的换算关系，一定要掌握。6、如图所示的输送管输送20℃的常压空气，主管尺