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化工原理 陈敏恒 课后习题答案

∴ PA= Pa+ρiRg+ρ(H-R)g PA(表)= PA(绝)- pa
2. 已知:R=130mm, h=20cm, D=2m, ρ=980kg/m3, ρi=13600kg/m3。管道中 空气缓慢流动。
求:贮槽内液体的储存量 W。
解题思路:(1) 管道内空气缓慢鼓泡 u=0,可用静力学原理求解。 (2) 空气的ρ很小,忽略空气柱的影响。
π 4
d
2
×
u0
15.已知:qv=3.77×10-3m3/s,d=40mm,D=80mm,R=170mm,ρ=1000kg/m3
求:Hf(J/N)
解题思路:列 1-2 截面的柏努利方程
P1 ρ
+ u12 2
=
P2 ρ
+
u
2 2
2
+ h f 12
P2-P1=Rg(ρ-ρi)
∴ h f 12
=
P1
− P2 ρ
∴ qV 1
=
qV 0
×
T1 T0
×
P0 P1
∴ u = qV 1 1 πd 2 4
(2) ρ = pM RT
∴G = u⋅ρ
(3)
ρ0Βιβλιοθήκη =29 22.4qm = ρ0 ⋅ qV 0
12.已知:qV=60m3/h,dA=100mm, dB=200mm, hAB=0.2m, ρi=1630 kg/m3, ρ=1000 kg/m3,
+
u
2 2
2
P1=Pa,z1=z2,u1=0
∴ Pa
− P2
=
ρ 2
u
2 2
由 U 形压差计,Pa-P2 =Rg(ρi -ρ) (忽略空气柱)
∴ qV
=
u2

1 4
πd
2 2
14.已知:H=0.8m,h=0.6m,D=0.6m,d=10mm,CO=0.62,
求:液面下降 0.5m 所需的时间。
解题思路:列 1-2 截面伯努利方程,小孔中心处为基准面
Hρg =Rρi g W= 1 πD2·(H+h)ρ
4 3. 已知:T=20℃(苯),ρ=880kg/m3, H=9m, d=500mm,h=600mm。
求:(1) 人孔盖受力 F(N) (2) 槽底压强 P(Pa)
解题思路:(1) 由于人孔盖对中心水平线有对称性,且静压强随深度作线性变 化,
所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得 F。
π 4
D2
(P

P0
)
=
mg
P
=
mg π D2
+
P0
4
P = P0 + ∆h ⋅ ρg
7. 已知:P(真)=82kPa,Pa=100kPa 求: P(绝),H
解题思路:P(绝)=Pa-P(真) P(绝)+ρgH=Pa
8. 已知:ρA=ρB=ρ,指示剂密度为ρi 求:(1) R 与 H 之关系 (2)PA 与 PB 之关系
解:大气层仅考虑重力,所以 X=0,Y=0,Z=-g,dz=dh ∴dp=-ρgdh
又理想气体 ρ = pM RT
其中 M 为气体平均分子量,R 为气体通用常数。
4
11.已知:钢管φ114×4.5mm (标准状态),
求:u、qm、G 解题思路:(1)Pqv=nRT
P=2MPa (绝),T=20℃,空气流量 qV0=6300m3/h

hgρ1
d2 D2
解题思路:作 1-1 等压面,由静力学方程得
Pa + hρ1g = PB + ∆hρ1g + hρ2g (1)
∵ ∆h ⋅ π D2 = h ⋅ π d 2
4
4

∆h
=
h⋅
d2 D2
代入(1)式
得 Pa
+
hρ1g
=
PB
+h⋅
d2 D2
ρ1g +
hρ2g
10.已知:dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz), P h=0=Pa, T=const, 大气为理想气体。 求:大气压与海拔高度 h 之间的关系。
求: ΔPAB(Pa)
解题思路:PA-PC=(h1-h2)(ρi –ρ)g PC-PB=(h3-h4)(ρi –ρ)g
∴ PA-PB=(h1-h2+h3-h4) (ρi –ρ)g 又 ZA=ZB ∴ΔPAB=ΔPAB 6. 已知:D=9m,m=10t
求: P,Δh。
2
解题思路:设大气压为 P0,由题设条件知可用静力学求解。
解题思路: 1. 已知:pa=101.3kPa, ρ=1000kg/m3, ρi=13600kg/m3, R=120mm, H=1.2m。
求:PA(绝)(Pa),PA(表)(Pa)
解题思路:以 1-2-3 为等压面,列静力学方程: PA=P1+ρg (H-R) P1=P2=P3 P3=Pa+ρiRg
求:(1)指示剂哪侧高,R=? (2)扩大管道改为水平放置,压差计的读数有何变化?
解题思路:(1) 取 A、B 两个管截面列柏努利方程
得 PA
+
u
2 A
=
PB
+
u
2 B
ρ2ρ2
∴ PAB
= PA
− PB
=
ρ 2
(u
2 B

u
2 A
)
ΔPBA=Rg (ρi -ρ)
(2) 若改为水平放置后,由于 uA、uB 不变,则
3
解题思路:(1)由静力学可知: PA-PB=R (ρi –ρ)g =H (ρi –ρ)g
(2)∵ρi >ρ ∴PA-PB=H(ρi –ρ)g>0 即 PA>PB PA+ZAρg> PB +ZBρg PA>PB+(ZB-ZA)ρg> PB
9. 已知:如图所示:
求证:
PB
=
Pa

hg( ρ 2

ρ1 )
P1 ρ
+ gz1 +
u12 2
=
P2 ρ
+ gz2
+
u
2 2
2
P1=P2=Pa,z2=0, z1=H-h=0.8-0.6=0.2m, u1=0
∴ u2 = 2g(H − h)
小孔实际流速 u0=C0u2
∵液面下降 0.5m<h=0.6m ∴液体下降过程中小孔流速不变
6
π D 2 × 0.5
∴τ = 4
1
F=P·A=ρg(H-h)· 1 πd2 4
(2) P=ρg H 4. 已知:HS=500mm,ρ油=780 kg/m3, ρ水=1000 kg/m3
求:H(m)。
解题思路:假定:由于液体流动速度缓慢,可作静力学处理,HSρ油 g=Hρg
∴H
=
HS

ρ油 ρ
5. 已知:ρi=13600kg/m3, ρ=1000 kg/m3, h1=1.2m,h2=0.3m,h3=1.3m, h4=0.25m。
ΔPBA 也不变,由ΔPBA=Rg (ρi -ρ)
R 值也不变,即压差计指示的是总势能差。
13.已知:d=200mm, R=25mm, ρi =1000kg/m3,ρ=1.2 kg/m3。
5
求:qV(m3/h)
解题思路:列 1-2 两截面伯努利方程
P1 ρ
+ gz1 +
u12 2
=
P2 ρ
+ gz2
+
1 2
(u12
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