第一章复习习题及答案——上课用

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1、第一章流体流动与输送设备1．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：2．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，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3附图3．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

2、，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4附图4.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；（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21（2）题5附图346243155．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

3、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。解：图中1、2为等压面，即(1)又(2)将(2)代入(1)中:6．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/m321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6附图12h1解:1.2为等压面,又(表压)题7附图7．为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装

4、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8．为测定贮罐中油品的贮存量，采用图5所示的远距离液位测量装置。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。（其中压差计指示液为汞）21解:罐中总高度为:9．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。已知硫酸的密度为1831k

5、g/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21或:10．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。题10附图1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:其中Z1=H,Z2=

6、0,P1=P2,u1=0简化:题11附图11．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:其中Z1=0,u1=0,压力为表压，则p2=0，简化得:其中:21代入:

7、2题12附图12．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＝15mm（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:R题13附图12流量:13．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1.43kg/m3，流量为1700m3/h。在截面1和截面2之间连接一U形压差计，指示液为水，若忽略两截面间的能量损失，问U形压差

8、计的读数R为多少？解:在1,2截面间列柏努力方程:其中Z1=Z2,∑hf=0,则21简化:或:其中:又题14附图14．如附图所示，用泵将20℃水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70％，试求泵所需的功率。解:在水池液面1与高位槽液面2间列柏努利方程:其中Z1=0,Z2=30m