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本文由正版魔宝贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。1.某烟道气的组成为CO213％，N276％，H2O11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量Mm=ΣyiMi=(0.13×44+0.76×28+0.11×18)×10?3=28.98×10?3kg/mol∴混合密度ρm=pMm101.3×103×28.98×10?3==0.457kg/m38.31×(273+500)RT2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879kg/m3和867kg/m3,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。解：1ρm=ρ1a1+ρ2a2=0.40.6+879867混合液密度ρm=871.8kg/m33．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解：p绝=pa+p表=pa＋p表''''（∴p表=(pa＋p真)－pa=101.3＋130)?75=156.3kPa4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58kPa。试计算液面到下方测压口的距离。解：液面下测压口处压力p=p0+ρgΔz=p1+ρgh∴Δz=p1+ρgh?p0p?p0(58?42)×103=1+h=+0.55=2.36mρgρg900×9.81题4附图15.如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800kg/m3和1000kg/m3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。解：（1）容器底部压力h1h2C题5附图ABDp=pa+ρ油gh1+ρ水gh2=pa+ρ水gh∴h=ρ油h1+ρ水h2ρ水=ρ油ρ水h1+h2=800×0.7+0.6=1.16m1000（2）pA≠pBpC=pD6．为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。解：如图，1-2为等压面。12p1=p+ρghp2=pa+ρ0gR题6附图p+ρgh=pa+ρ0gR则容器内表压：p?pa=ρ0gR?ρgh=13600×0.45×9.81?900×0.8×9.81=53.0kPa7．如附图所示，水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数R＝180mm，试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600kg/m3。解：图中，1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即题7附图p1=p1'，p2=p2'2又p1'=pA?ρgmp1=p2+ρ0gR=p2'+ρ0gR=pB?ρg(m+R)+ρ0gR所以pA?ρgm=pB?ρg(m+R)+ρ0gR整理得pA?pB=(ρ0?ρ)gR由此可见，U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数R有关，而与U形压差计放置的位置无关。代入数据pA?pB=(13600?1000)×9.81×0.18=22249Pa8．用U形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数R为12mm。为了提高测量精度，改为双液体U管压差计，指示液A为含40％乙醇的水溶液，密度为920kg/m3，指示液C为煤油，密度为850kg/m3。问读数可以放大多少倍？此时读数为多少？解：用U形压差计测量时，因被测流体为气体，则有p1?p2≈Rgρ0用双液体U管压差计测量时，有p1?p2=R'g(ρA?ρC)因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数ρ0R'1000===14.3RρA?ρC920?850此时双液体U管的读数为R'=14.3R=14.3×12=171.6mm9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表的读数为78kPa，求气压管中水上升的高度h。解:p+ρgh=pa题9附图3水柱高度h=pa?p78×103=3=7.95mρg10×9.8110．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm和φ57×3.5mm。已知硫酸的密度为1830kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解:(1)大管:φ76×4mmms=Vs?ρ=9×1830=16470kg/hu1=Vs0.785d2=9/36000.785×0.0682=0.69m/sG1=u1ρ=0.69×1830=1262.7kg/(m2?s)(2)小管:φ57×3.5mm质量流量不变u2=Vs20.785d2ms2=16470kg/h=9/36000.785×0.052=1.27m/s或:u2=u1(d1268)=0.69()2=1.27m/sd250G2=u2?ρ=1.27×1830=2324.1kg/(m2?s)11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。解:以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:z1g+p1p112+u12=z2g+2+u2+∑Wfρ2ρ2简化:12H=(u2+∑Wf)/g21=(×1+20)÷9.81=2.09m2412．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。解：1、2两截面间列柏努利方程：Δhz1+p1p1212+u1=z2+2+u2+∑hfρg2gρg2gdu2=u1?1?d?2??33??=2.5??=1.23m/s??47??22其中：z1=z2Δh=12p1?p21122=(u2?u1)+∑hf=(1.232?2.52)+0.07=?0.17mρg2g2×9.81说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。13．如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的表压为80kPa。已知输送管路为φ48×3.5mm的钢管，管路系统的能量损失与流速的关系为ΣWf=6.8u2（不包括出口能量损失），试求：（1）水的流量；（2）若需将流量增加20％，高位槽应提高多少m？解：（1）如图在高位槽液面1-1与管出口内侧2-2间列柏努利方程题13附图10mz1g+p2p1p112+u12=z2g+2+u2+∑Wfρ2ρ2（1）简化：z1g=12+u2+∑Wfρ2即解得流量10×9.81=80×103122+u2+6.8u210002u2=1.57m/sVS=π4d2u2=0.785×0.0412×1.57=2.07×10?3m3/s=7.45m3/h5'（2）流量增加20％，则u2=1.2×1.57=1.88m/s此时有z'1g='z1=(p212+u'2+∑W'fρ280×1031+×1.882+6.8×1.882)/9.81=10.78m10002即高位槽需提升0.78m。14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa（表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为40×103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。解:在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努利方程:题14附图z1g+p1p112+u12+We=z2g+2+u2+∑Wfρ2ρ2p1+We=z2g+p2?p1p212+u2+∑Wfρ2简化:ρWe=ρmsρ212+u2+z2g+∑Wf240×103×6003600=1.2m/s0.785×0.142u2=0.785d=∴We=(1.3?2.0)×1061+×1.22+30×9.81+1506002=?721.6J/kg∴不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中15．用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位输送管路为φ37×3.5mm如附图所示。输送量为2m3/h，槽，6题15附图的无缝钢管。两槽中液位恒定。设管路的总压头损失为1m（不包括出口），硫酸的密度为1830kg/m3。试计算压缩空气的压力。解:以容器中液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,且以1-1’面为基准,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:p1p1212u1+z1=2++u2+z2+∑hfρg2gρ2g简化:p112=u2+z2+∑hfρg2g其中:u2=Vs2/3600==0.786m/sπ20.785×0.032d4代入:p1=ρg(12u2+z2+∑hf)2g1×0.7862+12+1)2×9.81=1830×9.81×(=234kPa(表压)16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为ΣWf=u2J/kg（u为水在管内的流速）。试求：（1）高位槽的液面高度；。（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h）解:(1)阀门全关,水静止题16附图1hp=ρgh∴h=p78×103=3=7.95mρg10×9.81(2)阀门全开:在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程:7z1g+p1p112+u12=z2g+2+u2+∑Wfρ2ρ2p212+u2+∑Wfρ2简化:z1g=7.95×9.81=解之:75×103122+u2+u210002u2=1.412m/s4∴流量:Vs=πd2u2=0.785×0.042×1.412=1.773×10?3m3/s=6.38m3/h17．用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩，如附图所示。泵进口管为φ89×3.5mm，碱液在其中的流速为1.5m/s；泵出口管为φ76×3mm。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m。碱液在管路中的能量损失为40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在20kPa（表压），碱液的密度为1100kg/m3。设泵的效率为58％，试求该泵的轴功率。解：取贮槽液面为1-1截面，蒸发器进料口管内侧为2-2截面，且以1-1截面为基准面。在1-1与2-2间列柏努利方程：题17附图z1g+p1p112+u12+We=z2g+2+u2+∑Wfρ2ρ2We=(z2?z1)g+z1=0；z2=7m；（a）或p?p1122(u2?u1)+2+ΣWf2ρ（b）其中：p1=0（表压）u1≈0；p2=20×10Pa（表压）3已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：u2=u入(d入282)=1.5()2=2.06m/sd270ρ=1100kg/m3，ΣWf=40J/kg8将以上各值代入（b）式，可求得输送碱液所需的外加能量We=7×9.81+碱液的质量流量120×103×2.062++40=12921100J/kgms=π4d2u2ρ=0.785×0.072×2.06×1100=8.722kg/s泵的有效功率Ne=Wems=129×8.72=1125W=1.125kW泵的效率为58%，则泵的轴功率N=Neη=1.125=1.940.5