化工原理第四版第一章课后习题答案.docVIP

化工原理第四版第一章课后习题答案.doc

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化工原理第四版第一章课后习题答案

流体的压力 【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解 标准大气压力为101.325kPa 容器A的绝对压力 容器B的绝对压力 【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解 进口绝对压力 出口绝对压力 进、出口的压力差 【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。 解 正庚烷的摩尔质量为,正辛烷的摩尔质量为。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 正辛烷的质量分数 从附录四查得20℃下正庚烷的密度,正辛烷的密度为 混合液的密度 【1-4】温度20℃,苯与甲苯按4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。 解 20℃时,苯的密度为,甲苯的密度为。 混合液密度 【1-5】有一气柜,满装时可装混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为 操作压力的表压为5.5kPa,温度为40℃。试求:(1)混合气体在操作条件下的密度;(2)混合气体的量为多少。 解 混合气体的摩尔质量 (1)混合气体在操作条件下的密度为 (2)混合气体,摩尔体积为 混合气体的量为 【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为10.2kPa。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米? 解 管中水柱高出槽液面2m,h2m水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力 在水平面处的压力平衡,有 (2)管子上端空间的表压 (3)管子上端空间的真空度 (4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度 常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为 【1-7】在20℃条件下,在试管内先装入12cm高的水银,再在其上面装入5cm高的水。水银的密度为,当地大气压力为。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。 解 水的密度 【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为的液体,液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为2m及1m,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求:(1)压差计读数(指示液密度为);(2)A、B两个弹簧压力表的读数。 解 容器上部空间的压力液体密度 ,指示液密度 (1)压差计读数R=? 在等压面 (2) 【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置,其U形压差计的指示液为水银,其他管中皆为水。若指示液读数为,试求A、B两点的压力差。 解 等压面 由以上三式,得 已知, 【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动,为测量A、B两截面间的压力差,安装了两个串联的U形管压差计,指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U形管的连接管中,充满空气。若测压前两U形压差计的水银液面为同一高度,试推导A、B两点的压力差与液柱压力汁的读数之间的关系式。 解 设测压前两U形压差计的水银液面,距输水管中心线的距离为H。 在等压面处 因,由上两式求得 因 故 【1-11】力了排除煤气管中的少量积水,用如习题1-11附图所示水封设备,使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为(表压),试计算水封管插入液面下的深度h最小应为若干米。 解 【1-12】有密度为的液体,在内径为60mm的管中输送到某处。若其流速为,试求该液体的体积流量、质量流量与质量流速。 解 (1) 体积流量 (2) 质量流量 (3) 质量流速 【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器,其内管为,外管为。内管中有密度为、流量为的冷冻盐水流动。内、外管之间的环隙有绝对压力为,进、出口平均温度为,流量为的气体流动。在标准状态下,气体的密度为。试求气体和盐水的流速。 解 液体 内管内径 液体质量流量 ,体积流量 流速 气体质量流量 密度 体积流量 流速 习题1-13附图 习题1-14附图 【1-14】如习题1-14附图所示,从一主管向两支管输送20℃的水。要求主管中水的流速约为,支管1与支管2中水的流量分别为。试计算主管的内径,并从无缝钢管规格表中选择合适的管径,最后计算出主管内的流速。 解 主管的流量 体积流量 ,流速 管径 选择无缝钢管,内径为, 主管内水的流速 【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流

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