《化工原理》（修订版 夏清 陈常贵）上册课后答案（可编辑）.docVIP

化工原理课后习题解答 (夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.) 第一章 流体流动 3 1. 某设备上真空表的读数为 13.3×10 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地 3 区大气压强为 98.7×10 Pa。解:由 绝对压强 大气压强 ? 真空度得到: 3 3 设备内的绝对压强P 98.7×10 Pa -13.3×10 Pa 绝 3 8.54×10 Pa 3 设备内的表压强 P -真空度 - 13.3×10 Pa表2.在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ?/的油品,油面高于罐底 6.9 m,油面 上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔,其中心距罐底 800 mm,孔盖用 6 14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为 39.23×10 Pa , 问至少需要几个螺钉? 分析:罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P油 ≤ σ螺 2 解:P ρgh×A 960×9.81×9.6-0.8 ×3.14×0.76 螺 3150.307×10 N 3 2 σ 39.03×10 ×3.14×0.014 ×n 螺 P油 ≤ σ螺 得 n ≥ 6.23 取 n min 7至少需要7 个螺钉3.某流化床反应器上装有两个U 型管压差计,如本题附图所示。测得R1 400 mm , R2 50 mm,指示液为水银。为防止水银蒸汽向空气中扩 散,于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 50 mm。试求A?B两处 3 的表压强。 ′ 分析:根据静力学基本原则,对于右边的U管压差计,a?a 为等压面,对于左边的压差计, ′ b?b 为另一等压面,分别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解:设空气的密度为ρg,其他数据如图所示 ′a?a 处 P + ρ gh ρ gR + ρ ?R A g 1 水 3 水银 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 3 3 即:P 1.0 ×10 ×9.81×0.05 + 13.6×10 ×9.81×0.05 A 3 7.16×10 Pa ′b-b 处 PB + ρggh3 PA + ρggh2 + ρ水银gR1 3 3P 13.6×10 ×9.81×0.4 + 7.16×10 B 36.05×10 Pa4本题附图为远距离测量控制装置,用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离 H 1m,U 管压差计的指示 液为水银,煤油的密度为 820Kg/ ?。试求当 压差计读数 R68mm 时,相界面与油层的吹气 管出口距离h。 分析:解此题应选取的合适的截面如图所示:忽略空气产生的压强,本题中 1-1?和 4-4? 为等压面,2-2?和3-3?为等压面,且 1-1?和2-2?的压强相等。根据静力学基本方程列 出一个方程组求解 解:设插入油层气管的管口距油面高Δh在1-1?与 2-2?截面之间 P1 P2 + ρ水银gR ∵P P ,P P 1 4 2 3且P3 ρ煤油gΔh , P4 ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h) 联立这几个方程得到ρ水银gR ρ水g(H-h)+ ρ煤油g(Δh + h)-ρ煤油gΔh 即 ρ水银gR ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh带入数据1.0?×10?×1 - 13.6×10?×0.068 h1.0×10?-0.82×10? h 0.418m 5.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压,U管压差计的指示液为 水银,两U管间的连接管内充满水。以知水银面与基准面的垂直距离分别为:h1?2.3m, h 1.2m, h 2.5m,h 1.4m。锅中水面与基准面之间的垂直距离h 3m。大气压强p 2 3 4 5 a 3 99.3×10 pa。 试求锅炉上方水蒸气的压强P。 分析:首先选取合适的截面用以连接两个U管,本题应 选取如图所示的 1-1 截面,再选取等压面,最后根据 静力学基本原理列出方程,求解 解:设 1-1截面处的压强为P1 对左边的U管取a-a等压面, 由静力学基本方程 P0 + ρ水gh5-h4 P1 + ρ水银gh3-h4 代入数据 3 P0 + 1.0×10 ×9.81×3-1.43 P + 13.6×10 ×9.81×2.5-1.4 1 对右边的U管取b-b等压面,由静力学基本方程P1 + ρ水gh3-h2 ρ水银gh1-h2 + p 代入数据 a 3 3 3 P1 + 1.0×10 ×9.81×?2.5-1.2? 13.6×10 ×9.81×?2.3-1.2