化工原理钟理答案.docx

化工原理钟理答案 【篇一：化工原理 (钟理 )02551 习题解答第一章流体流 动习题及解答 (上册 )】 1－ 1 已知甲城市的大气压为 760mmhg ，乙城市的大气压为 750mmhg 。某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为 600mmhg ， 若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压， 真空表的读数应为多少，分别用 mmhg 和 pa 表示。 解：p (甲绝对)=760-600=160mmhg 1 - 2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力 pO ,测压点位于 水面以下 0.2m 处，测压点与 u 形管内水银界面的垂直距离为 0.3m， 水银压强计的读数r = 300mm，试求 ( 1 )容器内压强 pO 为多少？ (2)若容器内表压增加一倍，压差计的读数 r为多少？ 习题 1-2 附图 解： 根据静压强分布规律 pa = pO + ?gh ,pb = ?gr 因等高面就是等压面，故 pa = pb 设pO加倍后，压差计的读数增为 r = r + △ r，容器内水面与水银 分界面的垂直距离 相应增为h = h + ,, ?r。同理，2 ?r 2p0??gr??gh??gr??g?r??gh??g p0，-( ?， gr-?gh ) p0，- p03.51?104 ?r = = = = 0.254m ? , g - ? , g - 13600?9.81 - 222 r, = r + ?r = 0.3 + 0.254 = 0.554m 1 1 — 3单杯式水银压强计如图的液杯直径 d = 100mm，细管直径d = 8mm。用此压强计测量容器内水面上方的压强 p0 ,测压点位于水面 以下 h = 0.5m 处，试求 (1 )当压强计读数为r = 300mm，杯内水银界面测压点 a与细管的 垂直距离 a= 0.4m ，容器内压强 p0 等于多少？ 表压 p0 增加一倍并忽略杯内界面高度的变化，读数 r 为多少？ 表压 p0 增加一倍并考虑杯内界面位置的变化，读数 r 为多少？ 习题 1－ 3 附图 解： 因 a 、b 两点位于同一平面， pa=pb ， p0 = ?gr - ?g (h + a) ,2.表压加倍后，设压强计读数为 r。若忽略杯内水银界面的变化， 则， p0 ， ??g ( h?a ) r?? ， g, ?2?3.12?10?1000?9.81 (0.5?0.4 ) ?0.534m13600?9.814 与( 1)相比，表压加倍后杯内水银面下降了 ?h1 ，管内水银面上 升？h2，压强计读数 的增加量为 ？r？？h1？？h2 d2 ？h1？2？h2 d 由以上两式可得 2 ？h1？？r d2 1？2d 根据等高面即等压面的原理 p0， ？？(gh？a？？h1 ) ？？， g(r？？r ) d2？rp？[？gr？？g ( h？a ) ]？？g？r？？g2 d？d2 ， 0，， p0 ， ？p03.12？104 ?r??0.234 = 22d0.008?, g？？g13600？9.81？1000？9.81d？d0.1？0.008r ， ？r？？r？0.3？0.234？0. 534 此结果表明，使用单杯压强计，因 ?h1?h2 ，完全可以忽略杯内界面 高度的变化，既方便又准确。 1-4水从倾斜直管中流过，在断面 a和断面b接一空气压差计， 其读数r = 10伽，两测压点垂直距离 a = 0.3m，试求 ( 1 ) a、b 两点的压差等于多少？ -( 2)若采用密度为 830kg?m3 的煤油作指示液，压差计读数为 多少？ ( 3)管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点的压差有何变化？ 习题 1-4 附图 [(1)3.04kpa ；(2)58.8mm ；(3)98.1pa] 解： 首先推导计算公式。因空气是静止的，故 pl = p2，即 （ pa??gh 1 ）=pb??g （h2?r ）??1gr pa-?gh1 = pb-?gh2 + gr（?-?1） 在等式两端加上 ?gh ， 3 pa??g （h?ha ）=pb??g （h?hb ）?gr （???1 ） （ pa??gza ）-（pb??gzb ）=gr （???1 ） ?a??b?gr （ ???1 ） 若忽略空气柱的重量 pa?pb? （?a??b ）-?g （ za?zb ） =98.1+1000?9.81?0.3=3.04?10n/m 若采用煤油作为指示液 32 r = ?a - ?b98.1 == 5.88?10?2m = 58.8mm g （?- ?1 ） 9.81 （ 1000 － 830 ） 管路流量不变，？a - ?b不变，压差计读数r亦不多变。管路水平 放置，za-zb = 0, 故 pa?pb = ?a??b