化工原理课后答案(中国石化出版社) 第1章流体流动.docx
《化工原理课后答案(中国石化出版社) 第1章流体流动.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理课后答案(中国石化出版社) 第1章流体流动.docx(74页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、i第一章流体流动1若将 90kg 相对密度为 0.83 的油品与 60kg 相对密度为 0.71 的油品混合, 试求混合油的密度。解: rm=90 +6090 60+830 710=777( kg / m3)2试计算空气在-40和 41kPa(真空度)下的密度和重度,大气压力为 1.013105Pa。解: r =pM (1.013 10 5 -41 10 3 ) 29= =0.902 kg / m RT 8314 (273.15 -40)3g=0.902 9.81 =8.85 N / m3=0.902 kgf / m33燃烧重油所得的燃料气,经分析测知其中含生 8.5%CO ,7.50 ,76
2、N ,2 2 28%H 0(均系体积百分率)。试求温度为 500,压力为 1.01310 25Pa 时,该混合气体的密度。解: rCO2=pM 101300 44= =0.693kg / m RT 8314 (273.15 +500)3rO2=pM 101300 32= =0.504kg / m RT 8314 (273.15 +500)3rN2=pM 101300 28= =0.441kg / m RT 8314 (273.15 +500)3rH O2=pM 101300 18= =0.284kg / m RT 8314 (273.15 +500)3r =Srx =0.455kg / m m
3、 i V324烟道气的组成约为含 13CO ,11H 0,76N (均系体积),计算 4002 2 2时常压烟道气的粘度。解:mm=Sy mM 1/ 2 i i iSy M 1/ 2i i=0.13 30.0 10 -6 441/ 2 +0.11 23.0 10 -6 181/ 2 +0.76 31.0 10 -6 281/ 20.13 441/ 2 +0.11 181/ 2 +0.76 281/ 2=30.1 10 -6 cp5液体混合物的组成为乙烷 40和丙烯 60(均为摩尔百分率),计算此液体混合物在-100时的粘度。乙烷和丙烯在 -100时的粘度分别为 0.19mPas 和 0.26m
4、Pas。解: lgm =Sx lg m im =0.4 lg 0.19 +0.6 lg 0.26 =-0.6395 imm=0.229 mPa S6某流化床反应器上装有两个 U 形管压差计,如本题附图所示。测得 R 1400mm,R250mm 指示液为汞。为防止汞蒸气向空间扩散,在右侧的 U 形管与大气连通的玻璃管内装入一段水,其高度 R 50mm。试求 A、B 两处的表压力。3解: p =r AH OgR +r gR =1000 9.81 0.05 +13600 9.81 0.05 3 Hg 2=7.16 103Pa =7.16 kPa =53.7 mmHg227如本题附图所示的汽液直接接触
5、混合式冷凝器,水蒸气被水冷凝后的凝液和水一起沿气压管流入敞口水池并连续排至地沟。冷凝器上真空表的读数为80kPa,大气压力为 98kPa。为了防止水池中的水倒流到冷凝器,试问气压管内的液柱高度 H 应不小于多少 m。(气压管及其出口的阻力损失可忽略不计)。 解: 容器中的压力为: p =98 -80 =18 kPa1由静力学方程: p +r1H OgH = pa H =p -p (98-18)103a 1 = =8.15m r g 1000 9.81H O8用一多 U 形管压差计测定水流管路中 A、B 两点的压差,压差计的指示液为汞,两段汞柱之间充满水,如本题附图所示。今测得 h 1200mm
6、,h 1300mm,l 2R 900 mm, R 950mm,试向 A、B 两点问的压差 Dp 为多少 Pa?l 2(解: 由静力学方程:p +rAH O2gh -r gR = p +r 1 Hg 1 BH O2g (h-R )+rgR -r2 2 Hg 2H O2g (h-h +R2 1 1) Dp = p -p =r g (R+R )-r A B Hg 1 2H O2g (R+R12)= rHg-rH O2)g(R+R12)=(13600 -1000 )9.81(0.9+0.95 )=2.29 10 5 Pa9用一如图 1-13 所示的双液体微差压差计来测量输送甲烷管路中某一段的压差,压差
7、计读数为 200mm,压差计中的双指示液为四氯化碳和水,相对密度分 别为 1.6 和 1.0,U 型管内径为 6mm,扩大室直径为 60mm,试求该段压差 Dp 为 多少 mmH 0。2(1) 忽略扩大室中液面变化;(2) 考虑扩大室中液面变化;(3) 两种情况下的测量误差为多少?解: 如忽略扩大室中液面的变化,则可按如下公式计算:Dp =R (r-r)g=0.2 (1600-1000 )9.81=1.18 10A B3Pa =120.0 mmH O222()()A BB41如考虑扩大室中液面的变化,则: d 6 Dp =R r -r + r g =0.2 1600 -1000 + 1000
8、9.81 D 60 =1.20 103Pa =122.0mmH O2二者误差为:122.0 -120122.0100% =1.64%l0在如本题附图所示的贮油罐中装有密度为 960kg/m3的油品,油面距罐底的高度为 9.6m,油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760mm 的人孔,其中心距罐底 800mm,人孔盖用 14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应 力取为 39.23Mpa,问至少需要几个螺钉?解: 人孔中心处压力为:p =rAgH =960 9.81 (9.6-0.8 )=8.29 104Pa则人孔平均受力为:1F = p A =8.29 10 4 3.14 0.76 2
9、 =3.76 10 4 N A A A每个螺钉可以承受的力为:F =39.23 10 B6 3.14 (0.014)2=6.04 10 43Nh需要的螺钉数目为:F 3.76 10n = A =F 6.04 10B43=6.2 711 密度为 910kg/m3 的原油经过管径为fl084mm 的管道流动,流速为0.85m/s。试求原油的体积流量(m3/h)、质量流量(kg/h)和质量流速(kg/m2s)。1解: 体积流量为:V =uA =0.85 3.14 0.1243600 =24.0m3h质量流量为: W =V r =24.0 910 =2.19 10h h4kgh质量流速为: G =ur
10、 =0.85 910 =773.5skgm2s12某厂用 f1144.5mm 的钢管输送压力 P2.0MPa(绝压)、温度为 20的空气,流量为 6300m3/h (标准状况)。试求空气在管道中的流速、质量流速和 质量流量。解: 在操作状况下的体积流量为:V =Vh 0p T 1.013 10 5 273.15 +20 0 1 =6300 p T 2.0 10 6 273.15 1 0=342.4m3h操作状况下气体密度为:r=r0p T 2.0 10 6 1 0 =1.293 p T 1.013 10 0 15273.15273.15 +20=23.78kgm3操作状况下气体流速为: u =
11、Vs =A 14342.436003.14 0.1052=10.98ms气体质量流速为: G =ur=10.98 23.78 =261.1kgm 2 s气体质量流量为: W =Vr=342.4 23.78 =8.14 103kgh1213从容器 A 用泵 B 将密度为 890kg/m3的油品输送到塔 C 顶部。容器内与塔顶的表压力如本题附图所示,管子的规格为f114 4mm 。 油 品 的 输 送 量 为5.4xl04kg/h,输送管路的全部阻力损失为 122J/kg,试求泵的有效功率。解 : 管 内 流 体 的 流 速 :u =25.4 10 4 890 3600 p40.1062=1.91
12、0 m S以 容 器 A 的 液 面 为 截 面 1 , 以 塔 C 为 截 面 2 , 在 1-2 截 面 间 列 柏 努 利 方 程 :Z g +1u 22+p1r+We =Z g +2u 22+p2r+hf2.1 9.81 +0 +0 +We =36 9.81 +1.910 2 2160 10 3+ +1222 890得 : We =2.8833 103J kgNe =WeW =2.8833 10 3 5.4 104=1.557 108 J h =4.325 10 4J S =43.25kW14如图 l-58 所示,从敞口高位槽向精馏塔供料,高位槽内液面维持不变,塔进料口处的压力为 40
13、kPa(表压)原料液的密度为 890kg/m3,管子直径为f603mm,从高位槽至塔的进料管入口处的阻力损失为 22J/kg。试问要维持 14m3/h 的进料量,高位槽中的液面须高出塔的进料口多少 m。解: 以进料口为基准水平面,在 11 和 22 间列柏努利方程:2222f2fz +1p u 2 p u 21 + 1 =z + 2 + 2 + H rg 2 g rg 2 gf其中:p =0,u =0,z =? 1 1 1Vz =0 p =40kPa, u = =A 141436003.14 0.542=1.70ms22H = =2.24m 9.81代入上式得: z =1p u 40 10 3
14、 1.70 22 + 2 + H = + +2.24 rg 2 g 890 9.81 2 9.81=6.97 m15.如本题附图所示,油水分离器中的油水分界面借助于形管来维持和调节。汽油的密度为 780kg/m3,水的密度为 996kg/m3。试分析和计算:(1)分离器中的油水分界面高度 H 与分离器的直径、油水混合液的处理量、 油水混合液中水的含量、汽油密度、形管的直径和高度有何关系。(2)如阀 1 和阀 2 均关闭时,油水分界面的高度 H 为多少米(忽略损失)?(3)如打开阀 2 时,H 为多少米(忽略形管内的阻力损失)?(4)如水在形管内的流动阻力损失为Shf0.2J/kg 时,重新计算
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工原理课后答案中国石化出版社 第1章 流体流动 化工 原理 课后 答案 中国 石化 出版社 流体 流动
链接地址:https://www.31doc.com/p-11095749.html