南工大化工原理《第一章流体流动》习题解答

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1、《第一章流体流动》习题解答 1某敞口容器内盛有水与油。如图。已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20℃不变。设大气静止，气体压强为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。   4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。空气分子量按29计。5．

2、有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。设球内空气重量可略。   6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。如图。指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。气体密度为1.20kg/m3。读数R=100mm。问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时，两扩大室油面齐平，U形

3、管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？    7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。如图。在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。试求读数R1与R2、R3的关系。      9)将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度

4、h1=0.25m。然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高出0.40m。试计算U形管内水与水银的体积比。  解：                                    R1    =0.4m                                                                                            R2h1=0.25m          1         1                                        L=0.015m        

5、                 L                     习题9附图如图所示1--1为等压面,  p1=p1’r水g(R1+R2)= r水银gR2103´(0.4+R2)=13.6´103R2 R2 =0.0317mV水银 = d2(2h1+L)V水 = d2(R1+R2) V水银/V水 =(2h1+L)/(R1+R2)=(2´0.25+0.015)/(0.4+0.0317)=1.1910)   一直立煤气管，在底部U形压差计h1=120mm，在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m3。设管内煤

6、气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。   h2H    h1                    习题10附图            p2    p2’解：H     p1   p1’  p1－p1’= r水×gh1  ¼¼(1)p2－p2’= r水×gh2  ¼¼(2)(1)减(2)，得(p1－p2)－(p1’－p2’)= r水×g(h1－h2) ¼¼(3)其中 p1－p2 = r煤×gH，p1’－p2’ = r空×gH，代入(3)式,得：r煤×gH－r空×gH= r水×g(h1－h2)即 r煤 = r水×(h1－h2)/H＋r空 =103(0.120－0.1248)/25

7、＋1.28=1.088kg/m311．以2”的普通壁厚的水煤气钢管输送15℃的清水，水在管内满流。已知水流速u=1.5m/s，求水的质量流量、质量流速和体积流量。12．如图所示，质量为3.5kg，面积为40×46cm2的一块木板沿着涂有油的斜面等速向下滑动。已知v=1.2m/s，σ=1.5mm（油膜厚度）。求滑油的粘度。                                       13      5