化工原理作业题.docVIP

【0-3】1000kg的电解液中含质量分数10%、的质量分数10%、的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含 50%、 2%、48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩液量。在全过程中，溶液中的量保持一定。 解 电解液1000kg 浓缩液中 1000×0.l=100kg =0.5（质量分数） 　1000×0.l=100kg =0.02（质量分数） 1000×0.8=800kg =0.48（质量分数） 在全过程中，溶液中量保持一定，为100kg 浓缩液量为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中的含量为200×0.02=4kg，故分离的量为100-4=96kg 【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 【1-6】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101.2kPa。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，h=2m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 习题1-6 习题1-6附图 (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 习题1-10附图【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。 习题1-10附图 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 【1-13】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 【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为，管内径为200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少（忽略从1到2处的压头损失）? 解 习题1-15附图 习题1-15附图 习题1-16附图 另一计算法 计算液柱高度时，用后一方法简便。 习题1-17附图【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa。而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m水柱，试求水的流量为多少? 习题1-17附图 解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa（表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h 阀门开启后，压力表读数（表压） 从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速 水的流量 【1-29】试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：(1)如习题1-29附图(a)所示，套管式换热器外管为，内管为；(2)如习题1-29附图(b)所示，列管式换热器外壳内径为500mm，列管为的管子174根。 习题1-29附图 解 (1)套管式换热器，内管外径，外管内径 当量直径 (2) 列管式换热器，外壳内径，换热管外径，根数根 当量直径 习题1-33附图【1-33】如习题1-33附图所示，用