化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

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1、第一章流体流动习题解答1－1已知甲城市的大气压为760mmHg，乙城市的大气压为750mmHg。某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg和Pa表示。[590mmHg,7.86×104Pa]解：P（甲绝对）=760-600=160mmHg750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P0，测压点位于水面以下0.2m处，测压点与U形管内水银界面的垂直距离为0.3m，

2、水银压强计的读数R＝300mm，试求（1）容器内压强P0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R为多少？习题1－2附图[(1)3.51×104N×m－2(表压)；(2)0.554m]解：1.根据静压强分布规律PA＝P0＋HPB＝，gR因等高面就是等压面，故PA＝PBP0＝，gR－gH＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡(表压)2.设P0加倍后，压差计的读数增为R，＝R＋△R，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H，＝H＋。同理，481－3单杯式水银

3、压强计如图的液杯直径D＝100mm，细管直径d＝8mm。用此压强计测量容器内水面上方的压强p0，测压点位于水面以下h＝0.5m处，试求（1）当压强计读数为R＝300mm，杯内水银界面测压点A与细管的垂直距离a＝0.4m，容器内压强p0等于多少？（2）表压p0增加一倍并忽略杯内界面高度的变化，读数R为多少？（3）表压p0增加一倍并考虑杯内界面位置的变化，读数R为多少？习题1－3附图[(1)3.12×104N×m－2（表压）；(2)0.534m；(3)0.536m]解：1.因A、B两点位于同一平面，pA=pB，P0＝gR

4、－g（h＋a）＝13600×9.81×0.3－1000×9.81（0.5＋0.4）＝3.12×104N/㎡（表压）2.表压加倍后，设压强计读数为R，。若忽略杯内水银界面的变化，则3.与（1）相比，表压加倍后杯内水银面下降了，管内水银面上升，压强计读数的增加量为48由以上两式可得根据等高面即等压面的原理＝此结果表明，使用单杯压强计，因Dh1<

5、点的压差等于多少？（2）若采用密度为830kg×m－3的煤油作指示液，压差计读数为多少？（3）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？习题1－4附图[(1)3.04kPa；(2)58.8mm；(3)98.1Pa]解：首先推导计算公式。因空气是静止的，故p1＝p2，即48pA-rgh1=pB-rgh2+gR(r-r1)在等式两端加上，1.若忽略空气柱的重量＝9.81×0.01×1000＝98.1N/㎡2.若采用煤油作为指示液3.管路流量不变，不变，压差计读数R亦不多变。管路水平放置，ZA-ZB＝0，故1

6、－5在图示管路中水槽液面高度维持不变，管路中的流水视为理想流体，试求（1）管路出口流速；（2）管路中A、B、C各点的压强（分别以N/㎡和mH2O表示）；（3）讨论流体在流动过程中不同能量之间的转换。习题1－5附图48[(1)9.9m×s-1；(2)PA=-39.24kPa=-4mH2O,PB=9.81kPa=1mH2O,PC=-29.43kPa=-3mH2O；(3)略]解：1.以大气压为压强基准，以出口断面为位能基准，在断面1-1和2-2间列机械能守恒式可得2.相对于所取基准，水槽内每kg水的总机械能为W＝Hg＝5g

7、J/kg。理想流体的总机械能守恒，管路中各点的总机械能皆为W，因此，A点压强PA＝-4×1000×9.81＝-3.924×104N/m2（或-4mH2O）B点的压强C点压强由于管内流速在（1）中已经求出，从断面1-1至A、B、C各断面分别列机械能守恒式，亦可求出各点的压强。3.相对于所取的基准，水槽内的总势能为5gJ/kg，水槽从断面1-1流至断面2-2，将全部势能转化为动能。水从断面1-1流至断面A-A，获得动能。但因受管壁约束，流体从断面1流至断面A，所能提供的位能只有g（z1－zA）＝1g（J/kg），所差部分

8、须由压强能补充，故A点产生4mH2O的真空度。水从断面A流至断面B，总势能不变。但同样因受管壁的约束，必有g（zA－zB）＝5g的位能转化为压强能，使B点的压强升至1mH2O。同理，水从断面B流至断面C，总势能不变，但位能增加了g（zC－zB）＝4gJ/kg，压强能必减少同样的数值，故C点产生了3mH2O的真空度。最后，流体从断面C流至出口，有