第一章《流体流动与输送设备》

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1、第一章流体流动与输送设备1.燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO28.5％，O27.5％，N276％，H2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量∴混合密度2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2kg/m3和789kg/m3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935kg/m3，计算相对误差。解：乙醇水溶液的混合密度相对误差：3．在大气压力为101.3kPa的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa。若在大气压力为90kPa的地区

2、，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：题4附图4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58kPa。试计算液面到下方测压口的距离。解：液面下测压口处压力BDh1h2AC题5附图5.如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800kg/m3和1000kg/m3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；（

3、2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。解：（1）容器底部压力（2）6．水平管道中两点间连接一U形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为30mm，试分别计算管内流体为（1）水；（2）压力为101.3kPa、温度为20℃的空气时压力差。解：（1）（2）空气密度∵空气密度较小，∴7．用一复式U形压差计测量水流过管路中A、B两点的压力差。指示液为汞，两U形管之间充满水，已知h1=1.2m，h2=0.4m，h4=1.4m，h3=0.25m，试计算A、B两点的压力差。题7附图34624315解：图中1、2为等压面，即(1)又(2)将(

4、2)代入(1)中:8．根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920kg/m3和998kg/m3，压差计的读数R＝300mm。两扩大室的内径D为60mm，U管的内径d为6mm。题8附图12h1解:1.2为等压面,又题9附图(表压)9．为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试求水封管插入液面下的深度h。解:煤气表压10．为测定贮罐中油品的贮存量，采用图1-8所示的远

5、距离液位测量装置。已知贮罐为圆筒形，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，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。解:罐中总高度:11．绝对压力为540kPa、温度为30℃的空气，在φ108×4mm的钢管内流动，流量为1500m3/h（标准状况）。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。解:标准状况下空气的密度:操作条件下密度:体积流速:12．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸

6、的密度为1831kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解:(1)大管:(2)小管:质量流量不变或:1题13附图13．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。解:以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:简化:题14附图

7、14．用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为0.1m3/min，输送管路为φ38×3mm的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为3.5m（不包括出口），硫酸的密度为1830kg/m3，问酸蛋中应保持多大的压力？解:以酸蛋中液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,且以1-1’面为基准,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:简化:其中:代入:题15附图215．如附图所示，某鼓风机吸入管内径为200mm，在喇叭形进口处测得U形压差计读数R＝15m

8、m（指示液为水），空气的密度为1.2kg/m3，忽略能量损失。试求管道内空气的流量。解:如图,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:其中:简化:而:流量:R题16附图1216．甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为φ219×6mm和φ159×4.5mm，在操作条件下甲烷的平均密度为1.