发布时间 : 星期日 文章化工原理习题答案更新完毕开始阅读9e5cf1d88f9951e79b89680203d8ce2f0066658f
(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度h'
h'?
?水h ?ccl4常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为?ccl?1594 kg/m34
h'?1000?2?1.25 m 1594【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm高的水银，再在其上面装入5cm高的水。水银的密度为13550kg/m3，当地大气压力为101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。
解 水的密度?水=998kg/m3
p?101?103??0.12?13550?0.05?998??9.81?117.4?103Pa
【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa。试求：(1)压差计读数（指示液密度为1400kg/m3）；(2)A、B两个弹簧压力表的读数。
解 容器上部空间的压力p?29. 4kPa（表压）
液体密度 ??1250kg/m3，指示液密度?0?1400kg/m3
(1)压差计读数R=?
习题1-8附图
在等压面1?1'上p1?p'1 p1?p??3.2?1?h?R??g p'1?p??3.2?2?1?h??g?R?0gp??2.2?h?R??g?p??2.2?h??g?R?0g Rg??0????0因g??0????0，故R?0
(2) pA?p??3.2?1??g?29.4?103?2.2?1250?9.81?56.4?103PapB?p??3.2?2??g?29.4?103?1.2?1250?9.81?44.1?103Pa
5
【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。若指示液读数为R?150mm，试求A、B两点的压力差。
解 等压面1?1'，p1?p'1p1?pA?H?水g
p'1?pB??0.5?H?R??水g?R?汞g
由以上三式，得
习题1-9附图
pA?pB?R?汞g??0.5?R??水g
已知R?0.15m，?汞?13600kg/m3，
pA?pB?0.15?13600?9.81??0.5?0.15??1000?9.81
?13.64?103Pa?13.64 kPa
【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动，为测量A、B两截面间的压力差，安装了两个串联的U形管压差计，指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U形管的连接管中，充满空气。若测压前两U形压差计的水银液面为同一高度，试推导A、B两点的压力差?p与液柱压力汁的读数R1、R2之间的关系式。
解 设测压前两U形压差计的水银液面，距输水管中心线的距离为H。
在等压面2?2'处
R???R?R2?p2?pA??H?1??水g?R1?汞g??1??气g 2???2?R??p'2?pB??H?2??水g?R2?汞g
2??习题1-10附图
因p2?p'2，由上两式求得
???气??pA?pB?(R1?R2)??汞?水?g
2??因?气???水
pA?pB??R1?R2???汞-故 ???水??g2?【1-11】力了排除煤气管中的少量积水，用如习题1-11附图所示水封设备，使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试计算水封管插入液面下的深度h最小应为若干米。
习题1-11附图
6
p10?130解 h???1.0m2?g100?0.981
流量与流速
【1-12】有密度为1800kg/m3的液体，在内径为60mm的管中输送到某处。若其流速为
／h)、质量流量?kg/s?与质量流速?kg/?m2?s??。0．8m/s，试求该液体的体积流量(m3??
?4d2u?解 (1) 体积流量 qV??4?0．062?0．8?2.26?10?3m3/s?8.14 m3／h
(2) 质量流量 qm?qV??2.26?10?3?1800?4.07 kg/s(3) 质量流速 ?=qm4.07==1440 kg/(m2?s)A??0.0624
【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器，其内管为?33.5mm?3.25mm，外管为
?60mm?3.5mm。内管中有密度为1150kg/m3、流量为5000kg/h的冷冻盐水流动。内、外管之间的环隙有绝对压力为0．5MPa，进、出口平均温度为0℃，流量为160kg/h的气体流动。在标准状态下(0℃，气体的密度为1.2kg/m3。试求气体和盐水的流速。101.325kPa)，
3解 液体 ??1150kg /m内管内径 d内?33.5?3.25?2?27mm?0.027 m液体质量流量 qm?5000kg/h ，体积流量 qV?流速 u液?qV50003m／h1150?4?2内5000/11503600?d?4?2.11 m/s2
?0.027气体质量流量 qm?160 kg/h
0.5?106密度 ?气?1.2??5.92kg/m3101325体积流量 qV?流速 u气?1603m／h5.92
160/5.923600??4?0.0532?0.03352??5.67 m/s 7
习题1-13附图 习题1-14附图
【1-14】如习题1-14附图所示，从一主管向两支管输送20℃的水。要求主管中水的流速约为1.0m／s，支管1与支管2中水的流量分别为20t/h与10t/h。试计算主管的内径，并从无缝钢管规格表中选择合适的管径，最后计算出主管内的流速。
解 水: t?20℃，??998.2kg/m3?1000 kgm/3
主管的流量 qm?qm1?qm2?20?10?30t/h?30?103kg/hqm330?10体积流量 qV???30m3/h，流速 u?1.0m／s?1000管径 d?qV3600??4?u30?0.103m?103 mm3600?0.785?1.0选择?108mm?4mm无缝钢管，内径为d?100mm，主管内水的流速 u?qm/3600
?4?30/3600d2?4?1.06 m/s?(0.1)2连续性方程与伯努利方程
【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少（忽略从1到2处的压头损失）?
解 u1?0.5m/s
d1?0.2m, d2?0.1m
?d?u2?u1?1??0.5?(2)2?2m/s
?d2?2p1p1?p222u1p2u2??? ?2?2?22u2?u122?0.52???1.875
22?p?p1?p2?1.875??1.875?1000?1875Pa
h??p1875??0.191m?191mm ?g1000?9.818