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化化⼯⼯原原理理第第四四版版陈陈敏敏恒恒答答案案
第⼀章习题
静压强及其应⽤
1.⽤图⽰的U形压差计测量道A点的压强,U形压差计与道的连接导中充满⽔。指⽰剂为汞,读数R=120mm,当地⼤⽓
压pa=760mmHg,试求:
(1)A点的绝对压强,Pa;
(2)A点的表压,mH2O。
2.为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采⽤图⽰的装置。测量时通⼊压缩空⽓,控制调节阀使空⽓缓慢地⿎泡通过观察瓶。今
测得U形压差计读数为R=130mm,通⽓距贮槽底⾯h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储
存量为多少吨?
3.⼀敞⼝贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880kg/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:
(1)⼈孔盖共受多少液柱静压⼒,以kg(f)表⽰;
(2)槽底⾯所受的压强是多少Pa?
4.附图为⼀油⽔分离器。油与⽔的混合物连续进⼊该器,利⽤密度不同使油和⽔分层。油由上部溢出,⽔由底部经⼀倒U形
连续排出。该顶部⽤⼀道与分离器上⽅相通,使两处压强相等。已知观察镜的中⼼离溢油⼝的垂直距离Hs=500mm,油
的密度为780kg/m3,⽔的密度为1000kg/m3。今欲使油⽔分界⾯维持在观察镜中⼼处,问倒U形出⼝顶部距分界⾯的垂直距
离H应为多少?
因液体在器内及内的流动缓慢,本题可作静⼒学处理。
5.⽤⼀复式U形压差计测定⽔A、两点的压差。指⽰液为汞,其间充满⽔。今测得h1=1.20m,h2
=0.3m,h3=1.30m,h4=0.25m,试以N/m2为单位表⽰A、两点的压差Δp。
6.附图为⼀⽓柜,其内径9m,钟罩及其附件共重10吨,忽略其浸在⽔中部分所受之浮⼒,进⼊⽓柜的⽓速很低,动能及阻⼒
可忽略。求钟罩上浮时,⽓柜内⽓体的压强和钟罩内外⽔位差Δh(即“⽔封⾼”)为多少?
7.附图所⽰的汽液直接接触混合式冷凝器,蒸汽被⽔冷凝后,凝液与⽔沿⼤⽓腿流⾄地沟排出,现已知器内真空度为82kPa,
当地⼤⽓压为100kPa,问其绝对压为多少Pa?并估计⼤⽓腿内的⽔柱⾼度H为多少⽶?
8.如图所⽰,在A、两容器的上、下各接⼀压差计,两压差计的指⽰液相同,其密度均为ρi。容器及测压导中均充满⽔,
试求:(1)读数R与H之间的关系;
(2)A点和点静压强之间的关系。
*9.测量⽓体的微⼩压强差,可⽤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形下部指⽰液密度为ρ2,
与杯的直径之⽐d/D。试证⽓罐中的压强p可⽤下式计算:
pphghgdDa=()ρρρ2112
2
*10.试利⽤流体平衡的⼀般表达式(1-9),推导⼤⽓压p与海拔⾼度h之间的关系。设海平⾯处的⼤⽓压强为pa,⼤⽓可视作等
温的理想⽓体。
质量守恒
11.某⼚⽤φ114×4.5mm的钢输送压强p=2MPa(绝压)、温度为20℃的空⽓,流量为6300Nm3/h(N指标准状况,0℃,1atm)。试
求空⽓在道中的流速、质量流量和质量流速。
机械能守恒
12.⽔以60m3/h的流量在⼀倾斜中流过,此的内径由100mm突然扩⼤到200mm,见附图。A、两点的垂直距离为0.2m。
在此两点间连接⼀U形压差计,指⽰液为四氯化碳,其密度为1630kg/m3。若忽略阻⼒损失,试求:
(1)U形两侧的指⽰液液⾯哪侧⾼,相差多少mm?
(2)若将上述扩⼤道改为⽔平放置,压差计的读数有何变化?
13.某⿎风机吸⼊直径为200mm,在喇叭形进⼝处测得U形压差计读数R=25mm,指⽰剂为⽔。若不计阻⼒损失,空⽓的密
度为1.2kg/m3,试求道内空⽓的流量。
14.图⽰为马利奥特容器,其上部密封,液体由下部⼩孔流出。当液体流出时,容器上部形成负压,外界空⽓⾃中央细吸
⼊。试以图⽰尺⼨计算容器内液⾯下降0.5m所需的时间。⼩孔直径为10mm。
设⼩孔的孔流系数C0=0.62。
15.⽔以3.77×10-3m3/s的流量流经⼀扩⼤段。细直径d=40mm,粗直径D=80mm,倒U形压差计中⽔位差R=170mm。
求⽔流经该扩⼤段的阻⼒损失Hf,以J/N表⽰。
16.图⽰为30℃的⽔由⾼位槽流经直径不等的两段。上部细直径为20mm,下部粗直径为36mm。不计所有阻⼒损失,
路中何处压强最低?该处的⽔是否会发⽣汽化现象?
*17.在⼀⽔平道中流着密度为ρ的液体,收缩前后的压差为(p1-p2),截⾯积为
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