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    化工原理1-7章习题答案(新课本).docx

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    化工原理1-7章习题答案(新课本).docx

    第一章流体流淌与1.fc½机”<2>其次章非均相物系分别<32)第三,传熟(42)第四章蒸发(69)第五章代粒取(73>第六章蒸馆(95)第七章固体干燥<9)第一章流体流清与m械I.某烟遒气的组成为CO?13%,N276¾,IIX)11%(体枳),试求此混合气体在温度SOOC、压力101.3kPa时的密度.解:混合气体平均摩尔质录Mm=y,1=(0.Bx44+0.76×28+0.11X18)X10-j=28.98×103kg>,mo1.混合密度=0.457kg1.1.n'pMm101.3x1.0jX28.98x1.0-3RT-8.31×(273+500)2 .已知2017时久和甲苯的密度分别为879kg11P和867kgm*试计算含萃40%及甲相60%(侦fii的混合液密度.解:丝幺APz879867混合液密度Pm=871.8kgm,3 .某他区大气压力为IOI.3kPa.除作中的汲取塔塔内衣压为1.N)kPa.若在大气压力为75kPa的高凝地区操作该汲取塔,II保持塔内绝压相同,则此时表压应为多少?解:P绝=几十£=,:+&卷4附图.,.Pft(pa+pn)-pa=GO1.3+130)-75=156,3kPa4 .如附图所示,密闭杵器中存彳f密度为900kgm'的液体一容器上方的压力表读数为42kPa,又在液面卜.装一压力衣,表中心线在测压口以上0.5S.其读数为58kPa.试计算液面到下方测压11的距离。解:液面下测压口处压力P=Pa+PgAZ=>1.+Pf1.h.Az=P1.+PM1.。=Pi-PoI(58-42)×10'+0.55=2.36m900x9.815 .如附图所示.敞口容器内盛芍不互溶的油和水,油层和水层的理发分别为70Omm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800kgZm,和IC1.Ookgm(1)计。玻璃管内水柱的高度:卷5附图(2)推断A与B、C与D点的压力是否相等,解:(1)容然底部压力心皿也也=皿=P不P>K×0.7+0.6=1.16n1000PaP11Pc=Po6 .为测得某容器内的乐力.采纳如图所示的U形也力计,指示液为水银.己如该液体密度为9kg,mh=0,8m.R=O.45m,试计算容器中液面上方的去压。解:如图,1-2为等压面.p1.=P+PRhP2=pa+p1.tfRp+Pgh=pa+pugR则容器内表压:P-p1.1.=PoRK-Pfth=I36(X)X0.45x9.81-9(K)×0.8x9.81=53.()kPa7 .如附图所示,水在管道中流淌,为测得A-八'、BB'鼓面的压力差,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,试计第A-A'.B-R'截面的压力差.已如水与水银的密度分别为1000kgmU11I36kgm解:图中,1-1'面92-2'而间为静止、连续的同种流体.且处于同一水平而因此为等压而.Pi=P1Pi=P2P=P”Pzghi+。术g4=Po+C又Pv=PA-PRmP,=P2+Pi+=PH-Pg(m+R)+f%gR所以P-PS>"=PhPS(m+?)+pngR整理得P-Pb=S1.PMR咫7处图由此可见,U形压型计所冽压基的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关,而与U形压差计放湿的位次无关.代入数据PA-PB=(136(X)-100O)X9.81X0.18=2彻9Pii8,用U形压差计测量某气体流经水平管遒两豉面的压力差,指示液为水,密度为K)Ookgm*读数K为12mm为了提高测垃精度,改为双液体U管压基计,指示液A为含40%乙醉的水溶液.密度为92Okgfn',指示液C为煤油,密度为850kgm问这数可以放大多少倍?此时读数为多少?«用U形压差计测贵时,因被测流体为气体,则行Pv-PzRg%用双液体U管压差计测量时,有p1.-Pi=Rg(P因为所测压力差相同,联立以上二式,可得放大倍数=G侬.=14.3RPp1.920850此时双液体U管的读数为?=14.3?=143x12=171.6m119 .图示为汽液干脆混合式冷凝涔,水蒸气与冷水相遇被冷凝为水.并沿气压管流至地沟排出,现已知真空衣的该数为78kPa,求气压管中水上升的高度h跣9见图解:P+湫=p1.水柱磁-v=7-95m10 .硫酸流经由大小管组成的H;联管路.其尺寸分别为076X4mm和057X35m11u已知硫酸的密度为1830kgm体积流吊为9m,加试分别计眸硫酸在大管和小管中的(1)质中流吊;(2)平均流速:(3)侦量流速.辞:(I)大管:>76×4mmm>=VtP=9×I83O=I647(1.g匕936八”.r1.-Jr三7-0.6911vs078J0.785x0.068-G=r=0.69×1.830=1.2627kj(nrs)(2)小管:57×3.5nm城IS流显不变mt2=1.647ag,h匕9/36001.”=r=丁=1.2711s-O.785J;0.785x0.05'或:g="I(1.)2=0.69()2=1.2711vG2=w:=1.27×1830=2324Jkg/(ns)11 .如附图所示,用虹吸管从裔位槽向反应器加料,离位槽与反应器均与大气相通,且高位槽中液面恒定.现要求科液以Im“的流速在管内流淌设料液住管内流淌时的能加损失为20Jkg(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.解:以高位槽液面为IT'面,管出口内网为2-2'面,在IT'2-2间列伯努力方程:-1+-+=z2A+-+2÷/P22简化:,=(“:+ZW,)g三(1.1.+20)÷9.81三2.Wm12.一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成,水在小管内以25ms的速度流向大管,在接头两侧相距Im的1、2两饯面处各接,测压管,已知两截面间的压头损失为70nimH?O,问两测田管中的水位哪一个高.相差多少?并作分析.解:I、2两截面间列柏努利方程:Z1+-z,+u;+zPU2g'-pg2g-z=1.23m47)=-三-=-+r=-U-232-2.52)+0.07=-0.17mPg2g*2×9.81.说明2极面处洲压管中水位高。这是因为该处动能小,因而静压能高,13.如附图所示,用高位槽向密闭容器送水,容器中的农压为80kPa己知输送管路为48x3.5mm的铜管,管路系统的能破损失与流速的关系为W,=6.8/(不包括出口能M损失试求:(I)水的流埴:(2)若需将流吊增加20%,高位槽应提高多少m?解:(1)如留在高位槽液而I-1.j管Hu1.内例2-2间列柏努利方程4g+w=Z送+区+腿+%P2p2的化:ZIg=&+W<I)P2-即10x9.81=80*b+-M;+6.8/;100()2*解得W2=1.57ms流JAVs=J2W3=().785×0.()41-×1.57=2.07×1(),w,Is=7.45m(2)流量增加20%,则后=1.237=1.88m此时有J?=+:+W2尹匕U+1xI882+68x1882)/9.81=I78m10002即高位槽需提升0.78m,14 .附图所示的是丙优精调塔的I可流系统.丙烯也贮槽I可流至塔丙烯贮梏液面恒定,其液面上方的压力为20MPa(表压),精饰塔内操作压力为1.3MPa(表压).塔内丙烯管出11处高出Je槽内液面30m,管内径为140mm.丙烯密度为600kgm现要求输送地为4O×IO,kg1.管路的全部能琏损失为ISoJJR(不包括出口能量损失试核算该过程是否须要发.解:在贮槽液面1-1'与回流管出口外侧2-2'间列柏努利方程:3片掷+叱=3争兴+”简化:a+w,=z,g+R+!+w;PP2W=区胃!+$¢+48+1叼O.785rf0.785×0.!4*1+*22+30x98I+=-721.611gA不须要泵.液体在张力差的作用下可自动回流至塔中15 .用压缩空气将密闭容潺中的硫酸压送至敞口高位槽,如附图所示.谕送量为211h.输送管路为037X3.5mm的无缝钢管.两槽中液位恒定。设管路的总压头报失为Im(不包括出口),硫酸的密度为I83kgm试计算压缩空气的压力.ft?:以容器中液面为IT'面,管出口内侧为2-21面,且以1-1,面为在IT'2-2'间列柏努力方程:"+uI+z=÷Tu:+-2+PS2&p2gJ简化:=“:+z,+YfPg2g-乙'其中:工=2'36()O*f1.20.785×0.034代入:P1.=+z?+Eh,)=I83O×9.8I×(1×0.786'+12+1)2×9.81.=234kP,表压)16.某一高位槽供水系统如附图所示,管子规格为345X2.5mm。当阀门全关时,压力我的读数为78kPa.当门全开时,压力表的读数为75kPa,且此时水梏液面至压力衣处的能1.损失可以甲t1.XJ>监16眼图表示为W,=U2Mg(“为水在管内的流速.试求:(1)高位槽的液面高度;(2)阀门全开时水在管内的流量m½)c解:(1)阀门全关,水静止P=刖,p78x103-n.,.=7.95mPK1O3×9.8I(2)阀门全开:在水槽IT'面与压力表2-2'面间列柏努力方程:ZIg+=225+-+J";+叼P2P2荷化:Zg=互+:g+WP-7.95x9.8121,足100O2*解之:u2=1.412nVs.,.流量:V,=rf2W2=0.785×0.042×1.412=1.7730jm=6.38m'h17.用泵将常压贮Ift中的稀域液送至蒸发器中浓缩,如附图所示.泉进口管为¢89X3.5mm,碱液在其中的流速为IJnVs;泵出口管为676X3mm.贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的乖H距离为7m“做液在管路中的能用根失为40J.'kg(不包括出口)蒸发器内碱液够发压力保持在.2OkPa(表压),碳液的密度为Uookgm设采的效率为58%,试求该系的轴H17用图功率.解:取贮带液面为1-14面,蒸发器进料口管内侧为2-2故面,且以1-1嵌面为基准面.在1-1与2-2间列柏努利方程:例骨家+中.+!W,叱=(z,-Z1)j+-M>+e2-j1.+EWr-P<b>其中:Xi=O:PI=O(表压):u=¾=02i=7m:/>2=20X10'Pn(我压)己知泥入口管的尺寸及K液流速,可依据连续性方程计售泵出口管中碱液的流速:U2=“入(5W=I.5(*)'=2.06m/sP=I1.OOkgZmj.W,1.=10J/kg将以上各值代入<b>.可求得蚪送碱液所

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