1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径760 mm 的孔，其中为心距罐底1000 mm孔盖用14 mm的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5 X 106 Pa，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3 X 103 Pa）?解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm处的流体压力为作用在孔盖上的总力为每个螺钉所受力为因此习题1 附图习题2 附图2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。

读数分别为R=500 mm R=80mm指示液为水银。

为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R=100 mm试求A B两点的表压力。

解：（1）A点的压力（2）B点的压力Z 2=1.5 m ，p 2=0 (表压)，U b2 =5.53、如本题附图所示，水在管道内流动。

为测量流体压力，在管道某截面处连接 U 管压差计，指示液为水银，读数 R=100毫米，h=800mm为防止水银扩散至空 气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。

已知当地大气压为 101.3KPa试求管路中心处流体的压力。

解：设管路中心处流体的压力为 PP A =PA P + P 水 gh + P 汞 gR = P0 P=p 0- P 水 gh - P 汞 gR(101.3 X 103-1000X9.8X0.813600X 9.8 X 0.1 )P=80.132k pa4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从© 108 mmX4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5已知水流经系统的能量损失可按刀 h f =5.5u 2计算，其中U 为水在管内的平均流速（m/s ）。

设流动为稳态，试计算（1） A-A '截面处水的平均流速；（2）水的流量（m/h）。

解：（1） A- A '截面处水的平均流速 在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程 式中gz 1 2応 1 Rgz 2 1u b2 -p^ h fr-.4•- .4Z 1=7 m ，U b1 〜0，p 1=0 (表压) 代入式 (1)得（2）水的流量（以mVh计）5、如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。

已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133 105 Pa。

流体密度为800 kg/m3。

精馏塔进口处的塔内压力为 1.21 105 Pa,进料口高于储罐内的液面8 m, 输送管道直径为© 68 mm 4 mm,进料量为20 m3/h。

料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg，求泵的有效功率。

解：在截面A-A和截面B-B之间列柏努利方程式，得某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。

若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时P f= h fI 2h f = P f/ = --Ub-d 2上=（丄）（¥）亞）2h f! 1 d 2 U b1二二（匹严二（匹严5二（2X 丄严二（0.5 ）0.25=0.8411 Re? d2u b24式中主=2，d2因此h f2 =（h f1又由于0.316L 0.2512）⑵⑷ 2=32二1 U b2 = （d1）2 =4 U b1 d26、^=32X 0.84=26.9 h f17、用泵将2X 104kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。

反应器液面上方保持 25.9 X 103Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。

管道为76 mnX 4 mm 的钢管，总长为35 m 管线上 有两个全幵的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。

反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。

若泵的效率为0.7 ,求泵的轴功率。

（已知溶液的密度为1073 kg/m 3,黏度为6.3 10-4Pa s 。

管壁绝对粗糙度可取为 0.3 mm 。

）解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面 2-2，间列机械能衡算方程,截面1-1，为基准水平面，得2gz 1 守 P W e式中 z 1=0，Z 2=17 m ，U bi e0O.0681.43 1073=1 656 X 1050.63 103Re 与e /d 值，查得 入=0.03，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为闸阀（全幵）：0.43 X 2 m =0.86 m习题7附图2W e gz 2 守 kh fp 1=-25.9 X 103Pa （表），p 2=0 （表）将以上数据代入式 （1），并整理得其中=9.81h f =X-'^+時 + 52.0+ n2U b2+T+ ）2根据标准弯头： 2.2 X 5 m =11 mh f =(0.03 X35 0.86 11+0.5+4)虫j/kg =25.74J/kg0.068 2泵的轴功率为的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连，管 路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的U 管压差计，其一臂与管道相 连，另一臂通大气。

压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的直管长度为20 mo（1）当闸阀关闭时，测得 F =600 mm h =1500 mm 当闸阀部分幵启时，测得 R=400 mm h =1400 mm 摩擦系数 可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取 为0.5。

问每小时从管中流出多少水（m ）?（2）当闸阀全幵时，U 管压差计测压处的压力为多少 Pa （表压）。

（闸阀全幵时L e /d - 15,摩擦系数仍可取0.025 0）解：（1）闸阀部分幵启时水的流量在贮槽水面1-1，与测压点处截面2-2 '间列机械能衡算方程，并通过截面2-2， 的中心作基准水平面，得2 2gzPl gzPLhgz1 gz2hf,1—22 2式中 P 1=0(表) U b2=0，Z 2 = 0于是W e 192.0 25.74 J/kg 217.7JkgN s =W e W/213600^^W =1.73kW8如本题附图所示, 贮槽内水位维持不变。

槽习题8附图(a )力学基本方程知将以上数据代入式（C ），即229.81 X 6.66二虬+4.81 U b2解得 u b3.13 m/s再在截面1-1，与2-2，间列机械能衡算方程，基平面同前，得2 2u b1P 1 u b2 P 2,Z 1可通过闸阀全关时的数据求取。

当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静H2og （乙 h ）Hg gR式中 h =1.5 m, R =0.6 m将已知数据代入式（ b ）得 将以上各值代入式（ a ），即9.81X 6.66皆牆+2.132U b解得 u b 3.13 m/s水的流量为V s3600n d 2u b3600 0.785 0.123.13 m^s 1.43 mVs4（2）闸阀全幵时测压点处的压力在截面1-1，与管路出口内侧截面3-3，间列机械能衡算方程，并通过管中心线作 基准平面，得22gz 1 如 P gz 3 亚22（C ）式中Z 1=6.66 m ，Z 3=0， h f,13（LedU b1 = 0， p 1=p 3）少 0.02畤15）o.5 U 4.81u b 2g乙——gz2 一一h f,1_ 22 2式中Z1=6.66 m，Z2=0，山0，U b2=3.51 m/s ，p 1=0 （表压力）将以上数值代入上式，则解得P2=3.30 X 104 Pa （表压）-蒸馏部分1、在一连续精馏塔中分离苯的含量为0o 5 （苯的摩尔分数，下同）的苯-甲苯混合液，其流量为100kmol/h。

已知馏出液组成为00 95,釜液组成为0.05，试求（1）馏出液流量及苯的回收率（2）保持馏出液组成0.95不变，馏出液最大可能流量。

2、在连续精馏塔中分离A、B两组分溶液。

原料液的处理量为100 kmol/h，其组成为0.45 （易挥发组分A的摩尔分数，下同），饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96%，釜液的组成为0.033。

试求（1）馏出液的流量和组成；（2）若操作回流比为2.65，写出精馏段的操作线方程; （3）提馏段的液相负荷。

解：（1）馏出液的流量和组成由全塔物料衡算，可得■^^kmol/h=54.55kmol/hq n,D q n,F q n,W100 54.55 kmol/h=45.45 kmol/h（2）精馏段操作线方程（3）提馏段的液相负荷3、在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。

原料液流量为50 kmol/h ，要求馏出液中易挥发组分的收率为94 %。

已知精馏段操作线方程为0.75X+0.238 ; q线方程为y二2-3 x。

试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）4、馏段操作线方程。

旦 0 75及 _xd 0.238R 1• R 1旦 3及土 2q 11 q进料热状况参数及原料的总组成；（3） 两操作线交点的坐标值 X q 及y; （4）提解：（1）操作回流比及馏出液组成由题给条件，得解得R = 3， X D = 0.952进料热状况参数及原料液组成由于解得q = 0.75 （气液混合进料）， X F = 0.5两操作线交点的坐标值 X q 及y q联立操作线及q 线两方程，即解得X q = 0.4699 及 y q = 0.5903（4）提馏段操作线方程 其一般表达式为式中有关参数计算如下:q n,DX Dqn,Wq n,F q n,L Rq n,D q n,vq n,L111.54rnx.94_^l^kmol/h 24.68kmol/h0.952q n ,D50 24.68 kmol/h = 25.32 kmol/hqq n ,F3 24.68 0.75 50 kmol/h =111.54 kmol/h q n ,W111.54 25.32 kmol/h = 86.22 kmol/h25 32 y 就x 五 O.。

592 gx O.01739II. 4常压连球提锚堪収分盂两鉞分a 哦李瓦这粉*半助相苛推发屢为20”原料渡沆量狀杰参教产h 为0.0）（易摩发釘冷的摩尔#&） ＞试求（】）損作舫程：（2）由塔肉長下-聴论板下阵的液幽乩匚14.庭常£连,缕*H3塔申分爲两纽分as：：*紀则豹+均拥致獰发度为25原^|液组成为吋5（易挥发蛆仝掰M組THL熄絲毛*啪已酬幡a葆作线沁为尸OM+O,试求II）杲作毗比与艮小回址出的比值；｛2J若培换第一菽下除阳湫相蛆成为1）.7,该蚊的乞相球帛里效车bm，5、la在常&连目唏嗚塔內分再笨一氯苯亂釦虬已加遏料T为皓弘口甸九纽成为（口5（易挥塩红分的摩尔分做下同）’咆点辻拎.培顼饵出液的组成为099埋氏卷感液红戎为山氏操作回澆比为？,塔氏耒用金凝禺泡盘国汎苯、氯苯的汽化热孑别为30.65kJ/niol 36.52 U/moK水的比热字为4朋7k"（k丁CL芳冷曲水通过全凝器温度+岛口6、G 加《莢汽地对压力为SW tPa （饱和浚度为151.7 C,汽比蕊为2HUFkg）. 试求冷却珀和加義蒸汽的汛童.忽略组佥汽化越随温度的变化”6、。