化工原理習(xí)題及答案.doc

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1、第一章流體流動(dòng)與輸送機(jī)械1.燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析知其中含CO28.5％，O27.5％，N276％，H2O8％（體積％），試求此混合氣體在溫度500℃、壓力101.3kPa時(shí)的密度。解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量???∴混合密度???????2．已知20℃下水和乙醇的密度分別為998.2kg/m3和789kg/m3,試計(jì)算50％（質(zhì)量％）乙醇水溶液的密度。又知其實(shí)測(cè)值為935kg/m3，計(jì)算相對(duì)誤差。解：乙醇水溶液的混合密度?????????相對(duì)誤差：????3．在大氣壓力為101.3kPa的地區(qū)，某真空蒸餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為85kPa。若在大氣壓力為90kPa的地區(qū)，仍使該塔塔

2、頂在相同的絕壓下操作，則此時(shí)真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？解：??4．如附圖所示，密閉容器中存有密度為900kg/m3的液體。容器上方的壓力表讀數(shù)為42kPa，又在液面下裝一壓力表，表中心線在測(cè)壓口以上0.55m，其讀數(shù)為58kPa。試計(jì)算液面到下方測(cè)壓口的距離。解：液面下測(cè)壓口處壓力????5.如附圖所示，敞口容器內(nèi)盛有不互溶的油和水，油層和水層的厚度分別為700mm和600mm。在容器底部開(kāi)孔與玻璃管相連。已知油與水的密度分別為800kg/m3和1000kg/m3。（1）計(jì)算玻璃管內(nèi)水柱的高度；（2）判斷A與B、C與D點(diǎn)的壓力是否相等。解：（1）容器底部壓力??????????（2）?

3、6．水平管道中兩點(diǎn)間連接一U形壓差計(jì)，指示液為汞。已知壓差計(jì)的讀數(shù)為30mm，試分別計(jì)算管內(nèi)流體為（1）水；（2）壓力為101.3kPa、溫度為20℃的空氣時(shí)壓力差。解：（1）??（2）空氣密度???????????????????∵空氣密度較小，∴?7．用一復(fù)式U形壓差計(jì)測(cè)量水流過(guò)管路中A、B兩點(diǎn)的壓力差。指示液為汞，兩U形管之間充滿水，已知h1=1.2m，h2=0.4m，h4=1.4m，h3=0.25m，試計(jì)算A、B兩點(diǎn)的壓力差。解：圖中1、2為等壓面，即???????????????????????????(1)又????????????????(2)將(2)代入(1)中:?

4、????????????????????????????????????????????8．根據(jù)附圖所示的雙液體U管壓差計(jì)的讀數(shù)，計(jì)算設(shè)備中氣體的壓力，并注明是表壓還是絕壓。已知壓差計(jì)中的兩種指示液為油和水，其密度分別為920kg/m3和998kg/m3，壓差計(jì)的讀數(shù)R＝300mm。兩擴(kuò)大室的內(nèi)徑D為60mm，U管的內(nèi)徑d為6mm。解:1.2為等壓面,??????????又???????????????(表壓)?9．為了排出煤氣管中的少量積水，用附圖所示的水封裝置，水由煤氣管道中的垂直支管排出。已知煤氣壓力為10kPa（表壓），試求水封管插入液面下的深度h。解:?煤氣表壓????1

5、0．絕對(duì)壓力為540kPa、溫度為30℃的空氣，在φ108×4mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，流量為1500m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。試求空氣在管內(nèi)的流速、質(zhì)量流量和質(zhì)量流速。?解:?標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度:??????????????????操作條件下密度:?????????????體積流速:?????????11．硫酸流經(jīng)由大小管組成的串聯(lián)管路，其尺寸分別為φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度為1831kg/m3，體積流量為9m3/h,試分別計(jì)算硫酸在大管和小管中的（1）質(zhì)量流量；（2）平均流速；（3）質(zhì)量流速。?解:?(1)大管:??????????????????????????

6、???????(2)小管:??????????質(zhì)量流量不變????或:??????????????????????12．如附圖所示，用虹吸管從高位槽向反應(yīng)器加料，高位槽與反應(yīng)器均與大氣相通，且高位槽中液面恒定?，F(xiàn)要求料液以1m/s的流速在管內(nèi)流動(dòng)，設(shè)料液在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失為20J/kg（不包括出口），試確定高位槽中的液面應(yīng)比虹吸管的出口高出的距離。解:?以高位槽液面為1-1’面,管出口內(nèi)側(cè)為2-2’面,在1-1’～2-2’間列柏努力方程:??????????簡(jiǎn)化:???????????????????13．用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附圖所示。輸送量

7、為0.1m3/min，輸送管路為φ38×3mm的無(wú)縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，且在壓送過(guò)程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830kg/m3，問(wèn)酸蛋中應(yīng)保持多大的壓力？解:以酸蛋中液面為1-1’面,管出口內(nèi)側(cè)為2-2’面,且以1-1’面為基準(zhǔn),在1-1’～2-2’間列柏努力方程:??????????簡(jiǎn)化:??????????其中:??代入:???????????????????????14．如附圖所示，某鼓風(fēng)機(jī)吸入管內(nèi)