食工原理课后习题-答案第1-2章.docVIP

PAGE .. 第一章 1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400℃ 解： Mm=?Miyi=0.75×28+0.15×44+0.05×32+0.05×18=30.1 ?m=pMm/RT=101.3×103×30.1/(8.314×103×673)=0.545kg/m3 1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为8.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少？ 解：成都 pR=95-8=87kPa（真空度） 拉萨 pR=62-8=54kPa（真空度） 1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。 解： pB=R3?H2Og+R2?Hgg=0.04×1000×9.81+0.09×13600×9.81=12399.8Pa（表） pA=pB+R1?Hgg=12399.8+0.4×13600×9.81=65766.2Pa（表） ?p=pA-pB=65766.2-12399.8=53366.4Pa（表） 1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为?0，空气密度为?，试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角?为30o时，若要忽略贮液器内的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少？ 解： 由静力学方程 ?p=R(?0-?)g=R1sin?(?0-?)g=R1(?0-?)g/2 (1) 若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R’=R-h 液柱长度： R1’=R1-h/sin?=R1-2h ?p’=R ’(?0-?)g=R1’(?0-?)g/2=(R1/2-h)(?0-?) 又 ?D2h/4=?d2R1’/4 即 h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2 所以 ?p’=R1(?0-?)g/[2+4(d/D)2] (2) 相对误差为 (?p-?p’)/?p≤0.001 代入式（1）和（2）： (?p-?p’)/?p=1-1/[1+2(d/D)2]≤0.001 解得： d/D≤0.02237 即 D/d≥44.7 1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。储槽和虹吸管的直径分别为D和d，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。储槽液面高度视为恒定。 解： p1/?+u12/2+gz1=p1/?+u22/2+gz2 p1=p2，u1=0，z1=h，z2=0，u2=u 2gh=u2 u2=(2gh)1/2 qv=0.785d2u2=0.785d2(2gh)1/2 1-6 密度为920kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为?57mm×3.5mm，两支管尺寸分别为?38mm×2.5mm和?25mm×2.5mm。已知椰子油在总管中的流速为0.8m/s，且?38mm×2.5mm与 解： qv=0.785×0.052×0.8=1.57×10-3m3/s qv1+qv2=1.57×10-3m3/s qv1/qv qv2=1.57×10-3/3.2=4.91×10-4m3/s qv1=2.2qv2=1.079×10 qm2=?qv2=920×4.91×10-4=0.452kg/s qm1=?qv1=920×1.079×10-3=0.993kg/s u2=qv2/0.785d22=4.91×10-4/(0.785×0.022)=1.564m/s u1=qv1/0.785d12=1.079×10-3/(0.785×0.0332)=1.262m/s w2=?u2=920×1.564=1438.6kg/(m2.s) w1=?u1=920×