陈敏恒 化工原理 第5版 课后习题答案.docxVIP

目录 绪 论 第1章 流体流动 第2章 流体输送机械 第3章 液体的搅拌 第4章 流体通过颗粒层的流动 第5章 颗粒的沉降和流态化 第6章 传 热 第7章 蒸 发 第8章 气体吸收 第9章 液体精馏 第10章 气液传质设备 第11章 液液萃取 第12章 其他传质分离方法 第13章 热、质同时传递的过程 第14章 固体干燥 第1章 流体流动 用如图1-2-1所示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R＝120mm，当地大气压pa为760mmHg，试求：（1）A 点的绝对压强，Pa；（2）A点的表压，Pa。 图1-2-1 解：已知：pa＝760mmHg＝101.3kPa，ρ＝1000kg/m3，ρi＝13600kg/m3，R＝120mm，H ＝1.2m。求：pA（绝）（Pa），pA（表）（Pa）。 以1-2-3为等压面，列静力学方程为 pA＝p1＋ρg（H－R） p1＝p2＝p3 p3＝pa＋ρiRg 则 pA（绝）＝pa＋ρiRg＋ρ（H－R）g＝1.013×105＋13600×0.12×9.81＋1000×（1.2－ 0.12）×9.81＝1.013×105＋2.66×104＝1.28×105Pa pA（表）＝pA（绝）－pa＝1.28×105－1.013×105＝2.67×104Pa 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图1-2-2所示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R＝130mm， 通气管距贮槽底面h＝20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 图1-2-2 解：已知：R＝130mm，h＝20cm，D＝2m，ρ＝980kg/m3，ρi＝13600kg/m3。管道中空气缓慢流动，u＝0。求：贮槽内液体的储存量W。 由题意Hρg＝Rρig，则 H＝ρiR/ρ＝13600×0.13/980＝1.8m 故贮槽内液体的储存量为 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少液柱静压力（N）；（2）槽底面所受的压强是多少（Pa）？ 解：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）。 （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，所以能够以孔盖中心处的压强对全面积求积得F为 （2）槽底面所受的压强为p＝ρgH＝880×9.81×9＝7.77×104Pa。 如图1-2-3所示为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒U形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离Hs＝ 500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 图1-2-3 解：已知：Hs＝500mm，ρ油＝780kg/m3，ρ水＝1000kg/m3，求：H（m）。由于液体流动速度缓慢，可作静力学处理，Hsρ油g＝Hρg，故 H＝Hsρ油/ρ＝0.5×780/1000＝0.39m 如图1-2-4所示复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h1＝1.20m，h2＝0.3m，h3＝1.30m，h4＝0.25m。试以N/m2为单位表示A、B 两点的压差Δp。 图1-2-4 解：已知：ρi＝13600kg/m3，ρ＝1000kg/m3，h1＝1.2m，h2＝0.3m，h3＝1.3m，h4＝ 0.25m。求：ΔpAB（Pa）。 由题意 pA＋ρgh1＝p2＋ρig（h1－h2） pB＋ρgh4＋ρig（h3－h4）＝p2＋ρg（h3－h2） 则ΔpAB＝pA－pB＝ρig（h1－h2＋h3－h4）－ρg（h1－h2＋h3－h4）＝（h1－h2＋h3－ h4）（ρi－ρ）g＝（1.2－0.3＋1.3－0.25）×（13600－1000）×9.81＝2.41×105Pa 如图1-2-5所示为一气柜，其内径9m，钟罩及其附件共10t，忽略其浸在水中部分所受之浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。求钟罩上浮时，气柜内气体的压 强和钟罩内外水位差Δh（即“水封高”）为多少？ 图1-2-5 解：已知：D＝9m，m＝10t。求：p，Δh。 设大气压为p0，由题设条件