中南大学冶金传递过程原理习题解答.docVIP

1-1-8 50kg密度为1600 kg?m-3的溶液与50kg 25℃的水混合，问混合后溶液的密度为多少？（设混合前后溶液的体积不变）。 解：25°C时水的密度为996kg·m-3。 由得， 解得，即混合后溶液的密度为。 1-1-9 如图所示为一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u为0.8m?s-1，平板与固定板之间的距离，油的粘度为1.253Pa?s，由平板所带动的油运动速度呈现直线分布，问作用在平板单位面积上的粘性力为多少？ 解：单位面积上的粘性力即为τ，则 即平板单位面积上的粘性力为1002.4 N 。 1-1-10 25℃水在内径为50mm的管内流动，流速为2m?s-1，试求其雷诺准数为若干？ 解：25°C时水的密度为996kg·m-3，粘度系数μ为89.5×10-5Pa·s。则 1-1-11 运动粘度为4.4cm2?s-1的油在内径为50mm的管道内流动，问：（1）油的流速为0.015m?s-1时，其流动型态如何？ 解：﹤ 所以其流动型态为层流。（2）若油的流速增加5倍，其流动型态是否发生变化？ 解：若油的流速增加5倍，则 Re*=5Re=8.5﹤ 1-1-12 某输水管路，水温为20℃，管内径为200mm，试求：（1）管中流量达到多大时，可使水由层流开始向湍流过渡？ 解：20°C时水的密度为998.2kg·m-3，粘度系数μ为100.42×10-5Pa·s。 水由层流开始向湍流过渡时，Re=2300，则 解得v=0.01157m·s-1 所以管中流量达到时，可使水由层流开始向湍流过渡。（2）若管内改送运动粘度为0.14cm2?s-1的某种液体，且保持层流流动，管中最大平均流速为多少？ 解： 所以保持层流流动，管中最大平均流速为。 1-2-3 某地区大气压力为750mmHg。有一设备需在真空度为600mmHg条件下工作，试求该设备的绝对压力，以mmHg和Pa表示。 解：因 ∴=750mmHg-600mmHg=150mmHg =136009.80.15 =19992Pa 1-2-4 如附图所示，回收罐中盛有密度分别为1200kg?m-3和1600kg?m的两种液体，罐上方与大气相通，设大气压力为100kPa，其它数据如图所示，试求M、N两点所受压力。 解：取1-界面为基准面 则: =100 kPa +1200 -3 9.8 =135.28KPa (2) =100 kPa +12003 9.8+1600 9.8 =190.16KPa 1-2-5如附图所示，在盛有空气的球形密封容器上联有两根玻璃管，一根与水相通，另一根装有水银，若h1=0.3m，求h2=? 解：左边取水面为参考面，则有： （1） 右边取u形管右端汞面为参考面有： （2） ∴ =0.022m 1-2-6如附图所示，已知容器A中水面上的压力P0=2.5×104Pa，h=0.5m，h1=0.2m，h2=0.5m，h3=0.22m。酒精密度为800kg?m-3，水银密度为13600kg?m-3。求空气室中的压力为多少？ 解：此题将h3改为0.02m 对于1-1面：p0+ 对于2-2面： 结合上式整理得: =2.5×+1000×9.81×0.5+800×9.81×0.5-13600×9.81×(0.2+0.02) =4477.48Pa 1-2-7 如图所示为一真空测试装置。当真空度为零时，杯中液面和测试管中的液面都位于0标线处。杯中装有水银，若杯内径为0.06m，测试管内径为6mm，h=0.3m。（1）试确定真空度的计算公式；（2）求出在上述给定条件下真空度的数值。 解：（1）设杯内页面上升高度为H 得 故 则 (2)已知： 故Pa 1-2-8 常温水在如附图所示的管道中流过，现用一复式U形压差计（即两个U形压差计串联组成）测定a、b两点的压差。指示液为汞，其余充满水。水的密度为1000kg?m-3，汞的密度为13600kg?m-3，现测得：h1=1.2m，h2=0.8m，h3=1.3m，h4=0.6m。试计算a、b两点间的压差。 解：对于1-1面： 对于2-2面： 由以上两式得 =135966.6Pa 1-2-9 本题附图为远距离测量控制装置示意图，用以测定分相槽内煤油和水的相界面位置。已知两吹气管出口的距离H=1m，U型管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg?m-3。试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离h。 解：设整个煤油层的厚度为h′,根据连通器原理,由图可知: ① ② ③