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当前位置:首页 > 行业资料 > 能源与动力工程 > 化工原理(第四版)习题解--第一章--流体流动
1绪论【0-1】1m3水中溶解0.05kmolCO2,试求溶液中CO2的摩尔分数,水的密度为100kg/m3。解水33kg/mkmol/m1000100018CO2的摩尔分数...400589910100000518x【0-2】在压力为101325Pa、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。试求:(1)甲醇的饱和蒸气压Ap;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数Ay、质量分数A、浓度Ac、质量浓度A表示。解(1)甲醇的饱和蒸气压Ap.lg..1574997197362523886Ap.169ApkPa(2)空气中甲醇的组成摩尔分数...1690167101325Ay质量分数...(.)01673201810167321016729A浓度3..kmol/m.AApcRT3169682108314298质量浓度../AAAcMkgm3368210320218=【0-3】1000kg的电解液中含NaOH质量分数10%、NaCl的质量分数10%、2HO的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH50%、NaCl2%、2HO48%,均为质量分数。试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。在全过程中,溶液中的NaOH量保持一定。解电解液1000kg浓缩液中NaOH1000×0.l=100kgNaOH=0.5(质量分数)NaOH1000×0.l=100kg NaCl=0.02(质量分数)2HO1000×0.8=800kg2HO=0.48(质量分数)在全过程中,溶液中NaOH量保持一定,为100kg浓缩液量为/.10005200kg200kg浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg,故水的蒸发量为800-96=704kg浓缩液中 NaCl的含量为200×0.02=4kg,故分离的 NaCl量为100-4=96kg2第一章流体流动流体的压力【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为.41210Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。解标准大气压力为101.325kPa容器A的绝对压力..pkPaA101325+60161325容器B的绝对压力..BpkPa1013251289325【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。解进口绝对压力..进101312893pkPa出口绝对压力..出10131572583pkPa进、出口的压力差..pkPapkPa157(12)15712169或2583893169流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。解正庚烷的摩尔质量为/kgkmol100,正辛烷的摩尔质量为/kgkmol114。将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数....10410003690410006114正辛烷的质量分数..2103690631从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kgm31684,正辛烷的密度为/kgm32703混合液的密度/..3169603690631684703mkgm【1-4】温度20℃,苯与甲苯按4:6的体积比进行混合,求其混合液的密度。解20℃时,苯的密度为/3879kgm,甲苯的密度为/3867kgm。混合液密度../3879048670.68718mkgm【1-5】有一气柜,满装时可装36000m混合气体,已知混合气体各组分的体积分数为2224 HNCOCOCH.040.20.320.070.013操作压力的表压为5.5kPa,温度为40℃。试求:(1)混合气体在操作条件下的密度;(2)混合气体的量为多少kmol。解...TKpkPa27340313,1013551068(绝对压力)混合气体的摩尔质量....../2042802280324400716001186mMkgkmol(1)混合气体在操作条件下的密度为.../.mmpMkgmRT3106818607638314313(2)混合气体36000Vm,摩尔体积为./.mmMmkmol31860763混合气体的量为..mmVnkmolM60000763246186流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa。试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解管中水柱高出槽液面2m,h=2m水柱。(1)管子上端空间的绝对压力绝p在水平面11'处的压力平衡,有.绝绝大气压力1012001000981281580(绝对压力)pghpPa(2)管子上端空间的表压表p表绝-大气压力=8158010120019620ppPa(3)管子上端空间的真空度真p真表=-=-1962019620ppPa(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度'h'cclhh4水常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为/cclkgm431594习题1-6附图4'.hm100021251594【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/313550kgm,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/3水=998kgm....331011001213550005998981117410pPa【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为/31250kgm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/31400kgm);(2)A、B两个弹簧压力表的读数。解容器上部空间的压力.294(表压)pkPa液体密度/31250kgm,指示液密度/301400kgm(1)压差计读数R=?在等压面''1111上pp.'...pphRgpphgRgphRgphgRgRg110003213221222200因g0,故0R(2).....AppgPa333212941022125098156410.....333222941012125098144110BppgPa【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150Rmm,试求A、B两点的压力差。解等压面''1111,pp1水AppHg'.1汞水05gBppHRgR由以上三式,得习题1-8附图习题1-9附图5.汞水05ABppRgRg已知./3汞015,13600Rmkgm,.....01513600981050151000981ABpp..31364101364PakPa【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12、RR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'22处11221汞水气22ARRRppHgRgg'222汞水2BRppHgRg因'22pp,由上两式求得()水气12汞g2ABppRR因气水故 水12汞-2ABppRRg【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。解..310101021000981phmg流量与流速【1-12】有密度为/31800kgm的液体,在内径为60mm的管中输送到某处。若其流速为/0.8ms,试求该液体的体积流量()3/mh、质量流量/kgs与质量流速/2kgms。解(1)体积流量./.223330.060.822610814/44Vqdumsmh(2)质量流量../mVqqkgs3226101800407习题1-11附图习题1-10附图6(3)质量流速./().22407===14400064mqkgmsA【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器,其内管为.mm.mm335325,外管为mm.mm6035。内管中有密度为/31150kgm、流量为/5000kgh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/160kgh的气体流动。在标准状态下(0℃,101.325)kPa,气体的密度为./312kgm。试求气体和盐水的流速。解液体/31150kgm内管内径...dmmm内3353252270027液体质量流量/5000mqkgh,体积流量35000/1150Vqmh流速/./.液22内500011502113600002744Vqumsd气体质量流量/mqkgh160密度.../63气051012592101325kgm体积流量.3160/592Vqmh流速/../..ums气2216059256736000053003354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.10/ms,支管1与支管2中水的流量分别为//20与10thth。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.//33水:20℃,99821000tkgmkgm主管的流量//3122010303010mmmqqqthkgh体积流量/333010301000mVqqmh,流速.10/ums7管径...Vqdmmmu300103103360007851036004选择1084mmmm无缝钢管,内径为100dmm,主管内水的流速//./(.)mqumsd2236003036001060144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./05ms,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./105ums.,.dmdm120201.()/2212120522duumsd22112222pupu..22221221205187522ppuu..121875187510001875pppPa..187501911911000981phmmmg另一计算法22112222pupugggg...222
本文标题:化工原理(第四版)习题解--第一章--流体流动
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