化工原理习题解答.doc

化工原理****题解答
第一章流体流动与输送机械
1. 某烟道气的组成为CO2 13%,N2 76%,H2O 11%(体积%),试求此混合气体在温度500℃、。
解:混合气体平均摩尔质量
Mm??yiMi?(?44??28??18)?10?3??10?3kg/mo l
∴混合密度
?103??10?3
?? ρm??(273?500)
℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m3和867 kg/m3,试计算含苯40%及甲苯60%(质量%)的混合液密度。
解: 1
?m?a1?1?a2?2? ?879867
3 混合液密度ρm?
,一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔,且保持塔内绝压相同,则此时表压应为多少?
解:p绝?pa?p表?pa+p表''
''(+130)?75? ?p表?(pa+p真)-pa?
,密闭容器中存有密度为900 kg/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
,其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。
解:液面下测压口处压力
p?p0??g?z?p1??gh 题4 附图
p1??gh?p0p1?p0(58?42)?103
??z???h??? ?g?g900?
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
800 kg/m3和1000 kg/m3。
(1)计算玻璃管内水柱的高度;
1 B D
题5 附图
(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
p?pa??油gh1??水gh2?pa??水gh
?h??油h1??水h2
?水??油?水h1?h2?800??? 1000
(2)pA?pB pC?pD
,采用如图所示的U形压力计,指示液为水银。已知该
液体密度为900kg/m3,h=,R=。试计算容器中液面上方的
表压。
解:如图,1-2为等压面。
p1?p??gh p2?pa??0gR
p??gh?pa??0gR
则容器内表压:
p?pa??0gR??gh?13600???900???
,水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差,在管路上方安装一U形压差计,指示液为水银。已知压差计的读数R=180mm,试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600 kg/m3。
解:图中,1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体,且处于同一水平面,因此为等压面,即 1 题6 附图 2
p1?p1', p2?p2'
又 p1'?pA??gm
p1?p2??0gR?p2'??0gR
?pB??g(m?R)??0gR
所以 pA??gm?pB??g(m?R)??0gR
整理得 pA?pB?(?0??)gR
题7 附图
由此可见, U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关,而与U形压差计放置的位置无关。
)???22249Pa 代入数据 p
A?pB?(13600?1000
2
,指示液为水,密度为1000kg/m3,读数R为12mm。为了提高测量精度,改为双液体U管压差计,指示液A为含40%乙醇的水溶液,密度为920 kg/m3,指示液C为煤油,密度为850 kg/m3。问读数可以放大多少倍?此时读数为多少?
解:用U形压差计测量时,因被测流体为气体,则有
p1?p2?Rg?0
用双液体U管压差计测量时,有
p1?p2?R'g(?A??C)
因为所测压力差相同,联立以上二式,可得放大倍数
?0R'1000 ??? R?A??C920?850
此时双液体U管的读数为
R???12?