本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！• (119)第一章 流体流动与输送机械 第二章 非均相物系分离•…第三章 • • • • • • • • • • • • •第四章 蒸发 第五章 气体吸收人•人,、 、、＞ :蒸馏目录• (32)• (73)本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！第七章固体干燥• (119)第一章 流体流动与输送机械1.某烟道气的组成为 CQ13%, 2 76%, HO 11 % （体积％），试求此混合气体在温度 500 C 、压力101.3kPa 时的密度。

解：混合气体平均摩尔质量 •••混合密度879 kg/m 3和867 kg/m 3,试计算含苯40%及甲苯60%（质量％）的混合液密度。

101.3kPa , —操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。

若在大气压力为 75 kPaP 表 (P a +P 真)一P a(101.3+130) 75 156.3kPa4 .如附图所示，密闭容器中存有密度为 900 kg/m 3的液体。

容器上方的压力表读数为 42kPa ,又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ,其读数为58 kPa 。

试计算液面到下方测压口的距离。

解：液面下测压口处压力5.如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 在容器底部开孔与玻璃管相连。

33密度分别为 800 kg/m 和1000 kg/m 。

(2)P AP BpCpD6.为测得某容器内的压力， 采用如图所示的 U 形压力计，指示液为水银。

已知该液体密度为 900kg/m 3, h=0.8m , R=0.45m 。

试计算容器中液面上方的表压。

解:a 1a 20.4 128790.6867混合液密度3防871.8kg/m2.已知20C 时苯和甲苯的密度分别为3.某地区大气压力为的高原地区操作该吸收塔,且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少?解:P 绝 P aP 表 P a + P 表题4 附图已知油与水的h 1_ A_h 2■ C-(1) 计算玻璃管内水柱的高度;(2) 判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。

解:（1）容器底部压力P.题5附图P A P B (13600 1000) 9.81 0.18 22249 Pa8.用U 形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为读数R 为12mm 为了提高测量精度，改为双液体 U 管压差计，指示液 A 为含40%乙醇的水溶液，密度为920 kg/m 3，指示液C 为煤油，密度为 850 kg/m 3。

问读数可以放大多少倍？此时读数为多少?解：用U 形压差计测量时，因被测流体为气体，则有 用双液体U 管压差计测量时，有因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数 此时双液体U 管的读数为 9 .图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水, 并沿气压管流至地沟排出。

现已知真空表的读数为 78k Pa ,求气压管中水 上升的高度h 。

解： P gh拎水柱高度P a378 103 7CU 7.95m31039.81k解：如图,1-2为等压面。

则容器内表压:7 .如附图所示，水在管道中流动。

为测得A-A'、&B'截面的压力差，在管路上方安装一U形压差计，指示液为水银。

已知压差计的读数 R = 180mm 试计算 AA'、8 B'截面的压力差。

已知水与水银的密度分别为1000kg/m 3和13600 kg/m 3。

解: 图中,1-1 '面与2-2 '面间为静止、 连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面,代入数据1000kg/m 3,又所以压差计放置的位置无关。

题7附图U 形（1） 水的流量;解：（1）如图在高位槽液面 1-1与管出口内侧2-2间列柏努利方程10 .硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为密度为1830 kg/m 3，体积流量为9n i /h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（ 1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。

大管：076 4mm 小管:57 3.5mm 质量流量不变m s2 16470kg/hU 2 U 1 (— )2 0.69(—)2 1.27m/s d 25011.如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。

现要求料液以1m/s 的流速在管内流动， 设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。

解：以高位槽液面为1-1 '面，管出口内侧为2-2 '面，在1-1'〜2-2 '间列柏努力方程： 简化:H （iu fW f ）/g212 . 一水平管由内径分别为 33mm 及 47mm 的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s 的速度流向大管，在接头两侧相距 1m 的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为 测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。

说明2截面处测压管中水位高。

这是因为该处动能小，因 而静压能高。

13 .如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的 表压为80kPa 。

已知输送管路为 48 3.5 mm 的钢管，管路系统的能量损失与流速的关系为W f 6.8u 2 （不包括出口能量损 失），试求:2 若需将流量增加20%，高位槽应提高多少 m?解：1、2两截面间列柏努利方程:其中：z 1 Z 22gu2 u1d 22.5 3321.23m/s47II210 76 X 4mn 和0 57X 3.5mn 。

已知硫酸的70mm 2O 问两题13附图题15附图损失），试核算该过程是否需要泵。

不需要泵，液体在压力差的作用下可自动回流至塔中15 .用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位槽，如附 图所示。

输送量为 2m/h ，输送管路为0 37X 3.5mm 的无缝钢管。

两槽中液位恒定。

设管路的总压头损失为1m （不包括出口），硫酸的1-1 '面为基准，在1-1 '〜2-2 '间列柏努力方程： 简化:简化:z ,g 上1 2 2U 2 (1)解得 流量此时有10 (2) 9.8180 103 1000u 2 1.57m/s1 2 2—U 2 6.8U 2 2V s -d 2u 20.785 0.04121.572.07 10 3m4流量增加 20%，则 U 21.2 1.57 1.88m/sz 1g 史1 '2 ' 丄U 2 Wf2即高位槽需提升0.78m 。

14 .附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。

丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa （表压），精馏塔内操作压力为 1.3MPa （表压）。

塔内丙烯管出口处高出贮槽 内液面30m,管内径为140mm 丙烯密度为600kg/m 3。

现要求输送量为40 X 103kg/h ，管路的全部能量损失为 150J/kg （不包括出口能量/s 7.45m 3/h解：在贮槽液面1-1 '与回流管出口外侧2-2 '间列柏努利方程：简化：卫1W e Z 2g陛 2u2 Wf密度为1830 kg/m 3。

试计算压缩空气的压力。

解：以容器中液面为 1-1 '面，管出口内侧为 2-2 '面，且以题14附图IZnt在1-1与2-2间列柏努利方程:16.某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为0 45X 2.5mm 。

当阀门全关时，压力表的读数为78kPa 。

当阀门全开时，压力表的读数为 75 kPa ，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表_2示为 W fu J/kg （u 为水在管内的流速）。

试求:（1）高位槽的液面高度;解：（1） 阀门全关，水静止⑵ 阀门全开：流量：V s -d 2U 20.785 0.0421.412 1.773 417 .用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩, 图所示。

泵进口管为 0 89 X 3.5mm,碱液在其中的流速为 1.5m/s ;泵出口管为0 76 X 3mm 贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为70。

碱液在管路中的能量损失为 40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在20kPa （表压）， 碱液的密度为1100kg/m 3。

设泵的效率为58%，试求该泵的轴 功率。

解：取贮槽液面为1-1截面，蒸发器进料口管内侧为 2-2截面，且以1-1截面为基准面。

其中：u 2V s -d 242/3驚 zs0.785代入:P 1g( 1 2一U 22g Z 2 h f ) 在水槽1-1 '面与压力表2-2 '面间列柏努力方简化:z 1g 止 r 2W f 解之:U 21.412m/s（2）阀门全开时水在管内的流量（ni/h )。

10 3m 3/s如附 z 1g 回如2 W e z 2g ■P21 2—U2W f2(a)1题16附图题17附图已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速:U2 u入(匕)2 1.5(—)2 2.06 m/sd2 70p =1100 kg/m 3, 2 W=40 J/kg泵的有效功率泵的效率为58%则泵的轴功率N 竺1.94 kW0.5818 .如附图所示，水以15m7h的流量在倾斜管中流过，管内径由100mm缩小到点的垂直距离为0.1m。

在两点间连接一U形压差计，指示剂为四氯化碳，其密度为忽略流动阻力，试求:若保持流量及其他条件不变，而将管路改为水平放置，则压差计的读数有何变化解：在1-1与2-2截面间列柏努利方程Z i g日-u2Z2g 卫22 1 2—u2 W f 2其中: u iV s20.785d i215/360020.785 0.120.531m/sP I(Z2 Zl)g扣Ul2)其中:W eZ i=O;Z2=7m1 2 2 P2 P t(Z2 Z1)g尹2 u i ) 7 W fp i=0 （表压）;u仟0P2=2OX 1O3 Pa (表压)将以上各值代入（b）式，可求得输送碱液所需的外加能量W e7 981 1 2.0622320 10340 129 J/kg碱液的质量流量m s—d22u240.785 0.072 2.06 1100 8.72 kg/s50mra A、B 两1590 kg/m 3。

若(1) U形管中两侧的指示剂液面哪侧高，相差多少mm由静力学基本方程:故U 形压差计两侧为左低右咼。

(2)当管路水平放置时:可见，流量不变时， U 1,U 2不变，即U 形压差计读数不变。

(1)(P 1gzj (P 2 gz 2)()g R由柏努利方程P 1 P 2U i 2)由静力学方程P 1 P 2 Rg( 0两式联立：RgL-0)1(u ；2U 12)19 .附图所示的是冷冻盐水循环系统。