化工原理（第二版）国防工业出版社课后习题及答案【完整版】.doc

流体流动 1-1 燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时，该混合气体的密度。 解 Mm=MAyA+ MByB+ MCyC+ MDyD =44(8.5%+32(7.5%+28(76%+18(8% =28.26 (=P Mm /(RT) =101.33(28.26/(8.314(773) =0.455kg/m3 1-2 在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？ 解 塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式 Pa1(9.84×104= Pa2(P P = Pa2(Pa1+9.84×104 =8.437×104Pa 1-3 敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。求器底的压强，以Pa表示。此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。 解 表压强P(atg)=(1gh1+(2gh2 =1000(9.81(0.52+916(9.81(3.46 =3.62(104Pa 绝对压强P(ata)= P(atg)+ Pa =3.62(104+101.33(103 =1.37(105 Pa 1-4 为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用如本题附图所示的装置。控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 解 压缩空气流速很慢，阻力损失很小，可认为b截面与通气管出口截面a压强近似相等，设h1为通气管深入液面下方距离，因此 1-5 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m3。液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求： 人孔盖共受多少液柱静止力，以N表示； 槽底面所受的压强是多少？ 解 人孔盖以中心水平线上下对称，而静压强随深度做线性变化 因此可以孔中心处的压强计算人孔盖所受压力 P=(g(H–h)=880(9.81((9–0.6)=72515.52Pa F=PA=72515.52(((0.52/4=1.42(104N 1-6 为了放大所测气体压差的读数，采用如本题附图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。 解 1-7用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。试求实际的压差为多少Pa。若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。 解 如本题附图所示a-a 截面为等压面，所以 若忽略两小室内液面的位差，则压差为 相差 35.708Pa， 误差（318.236-282.528）/318.236=11.22% 1-8 为了排除煤气管中的少量积水，用如本题附图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。问水封管插入液面下的深度h应为若干？当地大气压强pa=9.8×104Pa，水的密度ρ=1000 kg/m3。 解 P=(gh+Pa 所以h=(P-Pa)/ (g=(1.00(105-9.8(104)/9.81(1000=0.204m 1-9 如本题附图示某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器内压强p1=1.04×105Pa（绝压），塔顶蒸气压强p2=1.08×105Pa（绝压），为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝液密度为810 kg/m3。 解 若使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，则 p1+(gh = p2 (h=(p2-p1)/ (g =(1.08(105-1.04(105)/9.81(810=0.503m 1-10为测量气罐中的压强pB，采用如本题附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为ρ1的液体，U形管下部指示液密度为ρ2。管与杯的直径之比d/D。试证： 解 等压面为1-1截面，由静力学方程可得 pB+(1g(h +(2gh = (1gh