物理化学第二版武大版 流体流动与输送习题解答(第二章)

《物理化学第二版武大版 流体流动与输送习题解答(第二章)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章流体流动与输送41、一个工程大气压是9.81×10Pa，一个工程大气压相当于多少毫米汞柱？相当于多少−3米水柱？相当于密度为850kg⋅m的液体多少米液柱？−3−3解：已知：ρHg=13600kg⋅mρHO=1000kg⋅m2−34ρ料=850kg⋅mρ=9.81×10Pa求：hHg、hHO、h料2因；P=ρHg⋅g⋅hHg=ρ⋅H2Og⋅hH2O=ρ料⋅g⋅h料P.981×104所以：hHg===.0735mHg=735mmHgρHg⋅g13600×.981P.981×104h=HO==100.mH2O2ρ⋅g1000×.98

2、1H2OP.981×104h料===118.m液柱ρ料⋅g850×.9812、一个物理大气压是760毫米汞柱，问其相当于多少Pa？相当于多少米水柱？解：因P=ρHg⋅g⋅hHg=ρH2O⋅g⋅hH2OρHg⋅hHg13600×.0760所以：h=H2O==10.33mH2OρHO100025P=hHg⋅ρHg⋅g=13600×0.760×9.81=1.013×10Pa−33、在附图所示的气柜内盛有密度为0.80kg⋅m的气体，气柜与开口U形管压差计相连，指示液水银面的读数R为0.4m，开口支管水银面上灌有一段高度R′为0.01m的清水

3、。左侧水银面与侧压口中心线垂直距离h=0.76m，试求测压口中心截面处的绝对压强。（当地大气压5强为1.0133×10Pa）解：设大气压强为Pa，测压口中心截面上绝对压强为PA，取水的密度ρHO=1000kg⋅2−3−3m，水银密度ρHg=13600kg⋅m，以图中的m及n面为参考面计算：Pm=PA+hρ气g（1）Pn=Pa+R武汉大学′ρH2Og+RρHgg（2）因Pm=Pn联立（1）、（2）式并整理得：PA=Pa+R′ρH2Og+RρHgg−hρ气g（3）5=1.0133×10+0.01×1000×9.81+0.4×13600×9

4、.81−0.76×0.8×9.81=154788.5Pa5≈1.55×10Pa由于ρ气<ρHg及ρ气<ρH2O，且R′值很小，故在工程计算中往往略去式（3）中R′ρH2Og及hρ气g两项，即将式（3）简化为：PA=Pa+RρHgg5=1.0133×10+0.4×13600×9.815=154696.4≈1.55×10Pa4、用U形管压力计测容器内的压力（如附图）。在图（1）的情况下，器内的绝压、表压各是多少毫米汞柱？图（2）的情况下，器内的绝压和真空度各是多少毫米汞柱？（1大气压=760毫米汞柱）解：（1）表压=200mmHg绝压=7

5、60+200=960mmHg（2）真空度=200mmHg绝压=760−200=560mmHg−35、用高位槽向反应器加料、料液密度为900kg⋅m，加料管尺寸为φ108mm×4mm，高43−1位槽液面恒定，反应器内压强为4×10Pa（表压）。要求加料量为40m⋅h，若料液在管内−1流动的能量损失为20.0J⋅kg，试求高位槽液面应比加料管出口高多少？解：取高位槽液面为1−1′截面，加料管出口为2−2′截面，并以2−2′截面为基准面，列柏努利方程Pu2Pu2Z+1+1+H′e=Z+2+2+ΣH12fρgg2ρg2g由题意：Z1=h，Z2

6、=0加料管内径：d=0.108−2×0.004=0.1m高位槽液面恒定，故u1=0qv40−1u2===.142m⋅sπ23600×.0785×1.02d44压强统一用表压计算，P1=0，P2=4.0×10Pa−3−1ρ=900kg⋅m，H′e=0，Σhf=20.0J⋅kg将各项数值代入柏努利方程中武汉大学.14220.4×1049.81h=++200.2900解得：h=6.67m即：高位槽液面应比加料管出口高6.67m6、水平通风管道某处的直径自0.50m渐缩至0.25m，为了粗略估计管道内空气的流量，在锥形摇管两端各引出一个测压口

7、与U形管压差计相连，用水作指示液测得读数R为0.05m，−3若空气流过锥形管的阻力可忽略不计，求空气的体积流量。（空气的平均密度为1.21kg⋅m）解；通风管内空气温度不变，压强变化很小，只有0.05米水柱，可按不可压缩流体处理。以管道中心线作基准水平面，在截面1−1′与2−2′之间列柏努利方程，此时Z1=Z2，因两截面间无外功加入，故He=0，能量损失忽略不计，则Σhf=0。u2Pu2P所以方程简化为：1+1=2+22ρ2ρu2−u2P−P整理得：21=122ρP1−P2可由U形管压差计读数求取：P1−P2=ρ0gR=1000×9.

8、81×0.05=490.522P(21−P2)2×4905.所以：u2−u1===810.74（1）ρ.1215.02u2=u1()=4u1（2）.02522将式（2）代入式（1）得：(4u1)−u1=810.74−1u