《化工原理习题集》word版

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1、第一章流体的流动一、计算题1.等压面的判断如附图所示，A与B两设备内充满水，两设备之间的U形压差计内的指示液为水银。试说明：（1）1、2、3、4各点压强是否都相等？（2）5、6、7、8各点压强是否都相等？（3）9、10、11、12各点压强是否都相等？（4）两U形压差计读数R与H是否相同？为什么？答：略。2.液封高度的确定精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为1.093×105N/m2，液体密度为950kg/m3。采用Π形管出料，Π形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB连通（见附图）。试求：（1）为保证塔底液面高度不低于1

2、m，Π形管高度H应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，Π形管出口液封高度H’至少应为多少？答：（1）略；（2）0.86m。3.复式压差计的测量用一复式U形压差计测量某种流体流过管路中A、B两点的压力差。已知流体的密度为ρ，指示液的密度为ρ0，且两U形管之间的流体与管内流体相同。已知两个U形压差计的读数分别为R1、R2，试推导A、B两点压力差的计算式，并分析由此可得出什么结论？答：略。4.分层器中分界面的确定90附图所示是一个油水分离器。油水的界面依靠倒U形管调节。已知ρ油=780kg/m3，u水=0.5m/s，。

3、求：（1）阀1关、阀2、3开时，H=？（界面位置）（2）阀1开、阀2、3开时，H=？（3）阀1关、阀2开、阀3关时，倒U形管中液面的高度为多少？（设容器中油水界面H为（1）计算值）（4）阀1关、阀2关、阀3开时，分离器内界面能维持吗？答：（1）3.81m；（2）1.09m；（3）0.15m；（4）略5．远距离液位测量为测定贮罐中油品的贮存量，采用附图所示的远距离液位测量装置。已知贮罐为圆柱形，其直径为1.6m，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m，油品的密度为850kg/m3。若测得U形压差计读数R为150mmHg，试确

4、定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。答：5.426m3；4612kg。6．流向的判断两贮罐中均装有密度为800kg/m3的油品，用一根管路连通。两贮罐的直径分别为1m和0.4m，贮罐1中的真空度为1.33×104Pa且维持恒定，贮罐2与大气相通。当阀门F关闭时，贮罐1、2内的液面高度分别为2.5m，1.5m。试判断阀门开启后油品的流向，并计算平衡后两贮罐新的液位高度。答：贮罐1：2.55m；贮罐2：1.19m。907.水平管路与倾斜管路中倒U形压差计测量的比较水从倾斜直管中流过，在截面A与B处接一空气压差计，其

5、读数R=10mm，两测压点垂直距离a=0.3m，见附图。试求：（1）A、B两点的压差等于多少？（2）管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点的压差有何变化？答：（1）3041.1kPa；（2）R不变，98.1kPa。8．是否需要外加能量的判断附图所示为丙烯精馏塔回流系统。精馏塔内操作压力为13.3（表压），槽内液面上方压力为20.5（表压），塔内丙烯入口距离槽内液面的高度差为30m，管子规格为，输送量为40×103kg/h，丙烯密度为600kg/m3，管路全部阻力（不包括出口阻力）为150J/kg，试问完成此输送任务是

6、否需要装泵？答：不需要。9．位差对外加压头的影响用泵扬送河水经喷头喷出，如附图所示。水的流量为40，喷头入口压力需维持0.5（表压），进水管直径为，出水管径为，设全部管路压头损失为，试求泵的外加压头为多少？其它数据见附图。又问：（1）夏季水位上涨2m，外加压头有何变化？（2）冬季水位下降1m，外加压头有何变化？90（3）旱季水位降至泵入口处以下10m，外加压头有何变化（设当地大气压为1atm）答：17.1m；（1）15.1m；（2）18.1m；（3）不能吸水。10．容器高度的计算如附图所示，20℃水由高位水槽经管道从喷

7、嘴流入大气，水槽中水位恒定。已知d1=125mm，d2=100mm，喷嘴内径d3=75mm，U形压差计的读数R＝80mmHg。若忽略摩擦损失，求水槽的高度H及喷嘴前压力表读数。答：5.4m；36.1kPa（表压）。11．管路中流体流量的计算如附图所示，水从液位恒定的敞口高位槽中流出并排入大气。高位槽中水面距地面8m，出水管为φ89×4mm，管出口距地面为2m。阀门全开时，管路的全部压头损失为5.7m（不包括出口压头损失）。（1）试求管路的输水量，m3/h；（2）分析阀门从关闭到全开，管路中任意截面A-A′处压力的变化。

8、答：（1）45.1m3/h；（2）略。12．管内流体压力的计算如附图所示，某厂利用喷射泵输送氨。管中稀氨水的质量流量为1×104kg/h，密度为1000kg/m390，入口处的表压为147kPa。导管的内径为53mm，喷嘴出口处内径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压力。答：71.45kPa（真空度）13．利用压