化工单元操作与控制杨成德09187习题解答项目一.docVIP

化工单元操作与控制 习题集 顾晓吴，郑剑 编 健雄职业技术学院 化学工程与生物技术系 化工技术工程中心 目 录 项目一 输送系统的操作与设计……………………………………1项目二 换热系统的操作与控制……………………………………9项目三 过滤设备的操作与控制……………………………………19项目四 干燥设备的操作与控制……………………………………21项目五 蒸馏系统的操作与控制……………………………………28项目六 吸收系统的操作与控制……………………………………37项目七 萃取系统的操作与控制……………………………………49 健雄职业技术学院 化学工程与生物技术系 化工技术工程中心 -  PAGE 8 - 项目一 输送系统的操作与设计 习题1 附图 1 2 h1 根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和998 kg/m3，压差计的读数R＝300mm。两扩大室的内径D为60mm，U管的内径d为6mm。 解：已知d=6mm, D=60mm, R=300mm=0.3m, ?水=998kg/m3, ?液=920kg/m3。由U型管压力计可知，右边的液面较左面的液面高度差为 习题2 附图 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试求水封管插入液面下的深度h。 解：已知P=10Kpa，?=998kg/m3，由公式可知： 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1831 kg/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：已知Vs=9 m3/h, ?=1831 kg/m3, d1=76mm-4mm?2=68mm=0.068m, d2=57mm-3.5mm?2=50mm=0.05m, 故可得 (1) (2) (3) 在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103 Pa，在北京操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103 Pa。 解：已知P01=85.3?103Pa，P02=101.33?103Pa，P真1=80?103Pa；所以 某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O（真空度）和1.6at（表压）。若当地大气压为760mmHg，求此设备进、出口的压强差。（用SI制表示） 解：已知P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h真=1200mm=1.2m， P表=1.6at=1.6?101.33?103=162.13?103Pa; ?=103kg/m3。 敞口容器内装有3.5m深的油，该油的密度为920kg/m3，求容器底部的压力? 解：已知P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h =3.5m，?=920kg/m3，故 P1 P2 P3 题7 附图 用附图所示的U形管压差计测量管道A点的压强，U形管压差计与管道的连 接导管中充满水。压差计内指示液为汞，读数R=120mm，当地大气压为101.3kPa。 试求A点的绝对压强。 解：已知 P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h =3.5m， ?水=1000kg/m3， ?汞=13600kg/m3， R=120mm=0.12m， h1=1.2-R=1.2-0.12=1.08m。 由图可知， 习题8附图 阿 如附图所示，用一倒U形管压差计测定输水管AB两点间的压差，指示剂为空气，读数为300mm，试计算A、B两点的压差为多少？ 解：已知?水=1000kg/m3，R=300mm=0.3m， 如附图所示，用U形管压差计测量密封容器中液体上方的压力。已知液体的密度为1000kg/m3，压差计内指示液为汞，h=3m，h1=1.3m，h2=1m，当地大气压为101.3kPa。求液面上方的表压和绝压各为多少？ 解：已知?水=1000 kg/m3，?汞=13600 kg/m3，h1=1.3m，h2=1m，h=3m，P0=101.3kPa=101.3?103Pa； 由图可知 习题9附图 P1 P2 习题10附图 如图所示的混合式蒸汽冷凝器中，器内真空度为82kPa， 求大气腿内的水柱高度H为多少米？ 解：已知?=1000kg/m3，P真=82kPa=82?103Pa； 由图可得， 某流化床反应器上装有两个U管压差计，如图