(完整版)化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
化工原理课后习题解答
化工原理课后习题解答1. 习题一：物质平衡问题问题描述：一个化工过程中，有两个进料流A和B，分别进料流A中含有20%的物质X，进料流B中含有30%的物质X。
流出的产物中，物质X的浓度为50%。
求进料流A和B的流量比。
解答：首先，我们可以用公式表示物质的平衡关系：(物质X进料流A的质量流量 × 物质X进料流A的浓度) + (物质X进料流B的质量流量 × 物质X进料流B的浓度) = (物质X产物流的质量流量 × 物质X产物流的浓度)根据题目中的数据，我们可以得到以下等式：(20% × Qa) + (30% × Qb) = (50% × (Qa + Qb))其中，Qa和Qb分别表示进料流A和B的质量流量。
我们要求的是进料流A和B的流量比，可以假设进料流A的流量为1，即Qa = 1。
然后将上述等式进行变换得到：0.2 + 0.3Qb = 0.5(1 + Qb)通过解这个一元一次方程，可以得到 Qb = 1。
进料流A和B的流量比为1:1。
2. 习题二：能量平衡问题问题描述：一个化工过程中，进料流的温度为100℃，流出的产物温度为50℃。
进料流的流量为10 kg/min，产物的流量为8 kg/min。
进料流的焓为2000 kJ/kg，产物的焓为2400 kJ/kg/m。
求该过程的热效率。
解答：首先，我们可以用公式表示能量的平衡关系：(进料流的质量流量 × 进料流的焓) = (产物流的质量流量 × 产物流的焓)根据题目中的数据，我们可以得到以下等式：(10 kg/min × 2000 kJ/kg) = (8 kg/min × 2400 kJ/kg)通过解这个一元一次方程，可以得到8000 kJ/min = 19200 kJ/min。
我们可以计算出能量平衡的结果为：进料流的质量流量 × 进料流的焓 = 8000 kJ/min 产物流的质量流量 × 产物流的焓 = 19200 kJ/min根据热效率的定义，热效率 = (产物流的质量流量 × 产物流的焓) / (进料流的质量流量 × 进料流的焓)。
化工原理课后习题答案
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
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第一章绪论习题1.热空气与冷水间的总传热系数K值约为42.99k c a l/（m2・h・℃），试从基本单位换算开始，将K值的单位改为W/（m2・℃）。
[答案:K＝50M（m2・C）]。
解：从附录查出：1k c a l＝1.1622×10-3K W·h=1.1622W·h所以：K=42.99K c a l/（m2·h·℃）＝42.99K c a l/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1k c a l）＝50w/（m2·℃）。
2.密度ρ是单位体积物质具有的质量。
在以下两种单位制中，物质密度的单位分别为:S I k g/m2；米制重力单位为：k g f.s2/m4;常温下水的密度为1000k g/m3，试从基本单位换算开始，将该值换算为米制重力单位的数值。
〔答案:p＝101.9k g f/s2/m4〕解：从附录查出：1k g f＝9.80665k g·m/s2，所以1000k g/m3＝1000k g/m3×[1k g f/(9.80665k g·m/s2)]=101.9k g f·s2/m4.3.甲烷的饱和蒸气压与温度的关系符合下列经验公式：今需将式中p的单位改为P a，温度单位改为K，试对该式加以变换。
〔答案:〕从附录查出：1m m H g=133.32P a，1℃＝K－273.3。
则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32;t＝T－273.3。
代入原式得：l g（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得l g P=8.546－3.52/(T-12.3).4.将A、B、C、D四种组分各为0.25（摩尔分数，下同）的某混合溶液，以1000m o l/h 的流量送入精馏塔内分离，得到塔顶与塔釜两股产品，进料中全部A组分、96％B组分及4％C组分存于塔顶产品中，全部D组分存于塔釜产品中。
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3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。
若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，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：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。
已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/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。
解: (1) 大管: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 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。
《化工原理》课本习题答案
《化工原理》课本习题答案第一章流体流动1 PA（绝）= 1.28×105 N/m2PA（表）= 2.66×104N/m22 W = 6.15吨3 F = 1.42×104NP = 7.77×104Pa4 H = 0.39m5 △P = 2041×105N/m26 P = 1.028×105Pa△h = 0.157m7 P（绝）= 18kPa H = 8.36m8 H = R PA> PB9 略10 P = Paexp[-Mgh/RT]11 u = 11.0m/s ; G = 266.7kg/m2sqm = 2.28kg/s12 R = 340mm13 qv = 2284m3/h14 τ= 1463s15 Hf = 0.26J/N16 会汽化1718 F = 4.02×103N19 略20 u2 = 3.62m/s ; R = 0.41m21 F = 151N22 v = 5.5×10-6m2/s23 =0.817 a = 1.0624 略25 P（真）= 95kPa ; P（真）变大26 Z = 12.4m27 P（表）= 3.00×105N/m228 qv = 3.39m3/h P1变小 P2变大29 qv = 1.81m3/h30 H = 43.8m31 τ= 2104s32 He = 38.1J/N33 qv =0.052m3/s=186m3/h34 qv1 = 9.7m3/h ; qv2 = 4.31m3/hqv3 = 5.39m3/h ; q,v3 = 5.39m3/h35 qvB/qvC = 1.31 ; qvB/qvC =1.05 ;能量损失36 P1（绝）=5.35×105Pa37 = 13.0m/s38 qv = 7.9m3/h39 qVCO2（上限）=3248l/h40 = 500 l/s ; τ=3×104PaF = 3×102N P = 150w41 he = 60.3J/kg42 τy = 18.84Pa μ∞ = 4.55Pa·s43 τy = 39.7Pa44 略第二章流体输送机械1 He = 15+4.5×105qV2He = 45.6J/N Pe = 4.5KW2 P = ρω2r2/2 ; Φ/ρg = u2/2g = 22.4J/N3 He = 34.6J/N ; η = 64％4 略5 qV = 0.035m3/s ; Pe = 11.5KW6 串联7 qV = 0.178m3/min ; qV, = 0.222m3/min8 会汽蚀9 安装不适宜，泵下移或设备上移10 IS80-65-160 或 IS100-65-31511 ηV = 96.6％12 不适用13 P = 33.6KW ; T2 = 101.0℃14 qV = 87.5m3/h ; 选W2第三章流体的搅拌1 略2 P = 38.7w ; P’ = 36.8w3 d/d1 = 4.64 ; n/n1 = 0.359 ; N/N1 = 100 第四章流体通过颗粒层的流动1 △φ = 222.7N/m22 △φ/L = 1084Pa/m3 V = 2.42m34 K = 5.26×10-4m2/s ; qe = 0.05m3/m25 A = 15.3m2 ; n = 2台6 略7 △V0 = 1.5L8 △V = 13L9 q = 58.4l/m2 ; τw = 6.4min10 τ = 166s ; τw = 124s11 K = 3.05×10-5m2/sVe = 5.06×10-2m3 ; V = 0.25m312 n’ = 4.5rpm ; L’/L = 2/3第五章颗粒的沉降和流态化1 ut = 7.86×10-4m/s ; ut’ = 0.07m/s2 dP = 88.8μm3 τ = 8.43×10-3s ; s = 6.75×10-5m4 dpmax = 3.6μm5 dpmin = 64.7μm ; ηP = 60％6 可完全分开7 ζRe2<488 η0 = 0.925 ; x出1 = 0.53x出2 = 0.27 ; x出3 = 0.20x出4 = 0 ; W出 = 59.9kg/day9 ε固 = 0.42 ; ε流 = 0.71 ; ΔФ = 3.14×104N/m210 略11 D扩 = 2.77m12 略第六章传热1 δ1 = 0.22m ; δ2 = 0.1m2 t1 = 800℃3 t1 = 405℃4 δ = 50mm5 (λ’-λ)/ λ = -19.7％6 略7 Q,/Q = 1.64 λ小的放内层8 a = 330W/m2*℃9 a = 252.5W/ m2*℃10 q = 3.69kw/m211 q1/q2 =112 w = 3.72×10-3kg/s ; w’=7.51×10-3kg/s13 Tg = 312℃14 Tw = 746K15 τ = 3.3hr16 ε A = 0.48 ; ε B = 0.4017 略18 热阻分率0.3％K’=49.0W/m2·℃ ; K,, = 82.1W/m2·℃19 w = 3.47×10-5kg/m·s ; tw = 38.7℃20 δ= 82mm21 a1 =1.29×104W/m2·℃ ; a,2 = 3.05×103W/m2·℃ ; R = 7.58*10-5m2·℃/W22 δ= 10mm ; Qmax = 11.3KW23 R = 6.3×10-3m2·℃/W24 n = 31 ; L = 1.65m25 L = 9.53m26 qm = 4.0kg/s ; A = 7.14m227 qm2 = 10.9kg/s ; n = 36 ; L = 2.06m ; q,m1 = 2.24kg/s28 qm = 0.048kg/s29 t2 = 76.5℃ ; t2 = 17.9℃30 t,2 = 98.2℃ ; 提高水蒸气压强T’=112.1℃31 qm1 = 1.24kg/s32 T,2 = 78.7℃ ; t,2 = 61.3℃33 T = 64.6℃ ; t2a = 123.1℃ ; t2b = 56.9℃34 t2 = 119℃35 τ = 5.58hr36 单壳层Δtm = 40.3℃ ; 双壳层Δtm’=43.9℃37 a = 781W/m2·℃38 L = 1.08m ; t2’=73.2℃39 NP = 2 ; NT = 114 ; L实 = 1.2L计 = 3.0m ; D = 460mm 第七章蒸发1 W = 1500kg/h ; w1 = 12.8％ ; w2 = 18.8％2 Δt = 12.0℃3 A = 64.7m2 ; W/D = 0.8394 W = 0.417kg/s ; K = 1.88×103W/m2·℃ ; w’= 2.4％5 t1 = 108.6℃ ; t2 = 90.9℃ ; t3 = 66℃6 A1 = A2 = 9.55m2第八章吸收1 E=188.1Mpa;偏差0.21%2 G=3.1×10-3kgCO2/kgH2O3 Cmin=44.16mg/m3水；Cmin=17.51mg/m3水4 （xe-x）=1.19×10-5；（y-ye）=5.76×10-3 ;(xe-x)=4.7×10-6 ;(y-ye)=3.68×10-35 (y-ye)2/(y-ye)1=1.33 ; (xe-x)2/(xe-x)1=2.676 τ=0.58hr7 τ=1.44×106s8 Kya=54.9kmol/m3·h ; H OG=0.291m ;液相阻力分率15.1%9 N A=6.66×10-6kmol/s·m2 ; N A’=1.05×10-5kmol/(s·m2)10 略11 略12 NOG=13 略14 略15 x1=0.0113; =2.35×10-3 ;H=62.2m16 (1)H=4.61m;(2)H=11.3m17 Gmin=0.489kmol/m2·h ; x2=5.43×10-618 HA=2.8m ; HB=2.8m19 (1)HOG=0.695m;Kya=168.6kmol/m3·h;(2)w=4.36kmol/h20 y2=0.00221 η’=0.87；x1’=0.0032522 y2’=0.000519第九章精馏1 （1）α1=2.370 ；α2=2.596 ；（2）αm=2.4842 t=65.35℃； xA=0.5123 t=81.36℃ ; yA=0.18724 (1)NT=7; (2)V=20.3kmol/h; (3)D=47.4kmol; W=52.6kmol25 t=60℃; xA=0.188; xB=0.361; xC=0.45126 x(A-D) :0.030;0.153;0.581;0.237 y(A-D) :0.141;0.306;0.465;0.08527 D/F=0.4975;W/F=0.5025; xD(A-D):0.402;0.591;0.007;9.7×10-5 ;xW(A-D):1.4×10-5;0.012;0.690;0.29828 N=14.1 ; N1=7.9第十章气液传质设备1 EmV=0.7582 ET=41%3 N实=104 D=1.2m5 HETP=0.356m6 D=0.6m; △P/H=235.44Pa/m第十一章萃取1 (1)E=64.1kg;R=25.9kg;x=0.06;y=0.046 (2)kA=0.767;β=14.62 (1)E=92.2kg;R=87.8kg;yA=0.13; xA=0.15(2)E°=21.31kg;R°=78.69kg;yA°=0.77;xA°=0.163 (1)R=88.6kg;E=130.5kg;yA=0.0854;yS=0.862;yB=0.0526;xS=0.0746;xB=0.82 5 (2)S=119.1kg4 xA2=0.225 E1=125kg;RN=75kg;yA1=0.148;yS1=0.763;yB1=0.089;xSN=0.0672;xBN=0.9136 (1)S/B=24.9;(2)S/B=5.137 (1)Smin=36.47kg/h (2)N=5.1第十二章其它传质分离方法1 m=47.7kg2 t1=44.9℃3 a=138.3m2/g4 τB=6.83hr5 W3=0.0825;qm2=5920.3kg/h; JV1=0.0406kg/m2·s;JV2=0.0141kg/m2·s 第十三章热质同时传递的过程1 略2 (1)θ1=20℃; (2)t2=40℃;H=0.0489kg水/kg干空气3 H=0.0423kgH2O/kg干H24 (1)W=0.0156kgH2O/kg干空气(2)tw3=18.1℃5 t2=45.2℃;H2=0.026kg水/kg干气6 W=2.25kg水/kg干气7 P2=320.4kN/m28 Z=2.53m第十四章固体干燥1 =74.2%; =5.6%2 W水=0.0174kg水/kg干气; Q=87.6kJ/kg干气3 略4 (1)ΔI=1.25kJ/kg干气;(2)t2=55.9℃;(3)t2=54.7℃5 (1)t2=17.5℃;H2=0.0125kg水/kg干气 (2) =10.0%6 自由含水量=0.243kg水/kg干料结合水量=0.02kg水/kg干料。
化工原理(钟理) 上册 部分习题答案
第一章1－4 水从倾斜直管中流过，在断面A 和断面B 接一空气压差计，其读数R ＝10㎜，两测压点垂直距离a ＝0.3m ，试求（1）A 、B 两点的压差等于多少？（2）若采用密度为830kg ⋅m －3的煤油作指示液，压差计读数为多少？ （3）管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点的压差有何变化？习题1－4 附图解：首先推导计算公式。
因空气是静止的，故p 1＝p 2，即11gh p p A ρ+=gR a R h g p p B 012)(ρρ+--+= ga gR p p B A ρρρ+-=-)(01. 若忽略空气柱的重量Pa a R g p p B A 303831.081.91000)(=⨯⨯=+=-ρ2. 若采用煤油作为指示液mmm g ga p p R gagR p p B A B A 8.580588.081.9)8301000(01.081.91000)()(00==⨯-⨯⨯=---=+-=-ρρρρρρ 3.f BB B A A Ah u g z p u g z p +++=++2222ρρ f B A h ga p p ρρ+=-管路流量不变，管路损失能量不变，管水平放置时Pa gR ga p p h p p B A f B A 1.98)()(==--=='-ρρρ压差计读数R 不变1－9 精馏塔底部用蛇管加热如图所示，液体的饱和蒸汽压为1.093×105N ⋅m -2，液体密度为950kg ⋅m -3，采用∏形管出料，∏形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管相连。
试求 （1）为保证塔底液面高度不低于1m ，∏形管高度应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，∏形管出口液封高度至少应为多少？解：1. 假设液体排出量很小，塔内液体可近似认为处于静止状态。
由于连通管的存在，塔内压强P A 等于∏形管顶部压强P B 。
在静止流体内部，等压面必是等高面，故∏形管顶部距塔底的距离H ＝1m 。
化工原理(钟理)02551习题解答第一章流体流动习题及解答(上册).doc
流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg ，乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0.2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[(1) 3.51×104N ⋅m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρHP B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压)2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆。
同理， ''''''02R p gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理课后题答案
化工原理课后题答案1. 解：(1) 乙醛的饱和蒸汽压随温度的升高而增大，所以温度越高，收集到的甲醇的量就越多。
(2) 通过降低乙醛的饱和蒸汽压，如在装置中增加冷凝器，可以提高甲醇的回收率。
2. 解：(1) 乙烯的化学式为C2H4，分子量为28 g/mol。
(2) 对乙烯C2H4完全燃烧，需要的理论氧气量按照化学计量比为1:3，即每1 mol的乙烯需要3 mol的氧气。
(3) 所以，1 g乙烯需要$\dfrac{3 \times 32}{28}$ g的氧气进行完全燃烧。
3. 解：(1) 中和反应的化学方程式为：NaOH + HCl → NaCl + H2O。
(2) 摩尔质量：NaOH = 40 g/mol，HCl = 36.5 g/mol。
(3) 反应物NaOH与HCl摩尔比为1:1，所以1 g的NaOH可以与1 g的HCl完全反应。
(4) 根据化学方程式，1 mol的NaOH可以与1 mol的HCl完全反应，生成1 mol的NaCl。
(5) 所以，1 g的NaOH可以完全中和36.5 g的HCl，生成58.5 g的NaCl。
4. 解：(1) 化学反应的平衡常数K用来表示反应物浓度与产物浓度之间的比值。
(2) 如果K > 1，表示产物浓度远大于反应物浓度，反应是偏向产物一侧进行的。
(3) 如果K < 1，表示反应物浓度大于产物浓度，反应是偏向反应物一侧进行的。
(4) 如果K = 1，表示反应物浓度与产物浓度相等，反应处于平衡状态。
5. 解：(1) 工业上常用的高聚物有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
(2) 高聚物的制备通常采用聚合反应，如聚乙烯的制备通常使用乙烯单体进行聚合反应。
(3) 聚合反应一般分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等不同机制。
6. 解：(1) 化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的量。
(2) 影响化学反应速率的因素包括反应物浓度、反应温度、催化剂和反应物物理状态等。
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第一章 流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg,乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
［590mmHg, 7.86×104Pa]解：P(甲绝对）=760—600=160mmHg750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0。
2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0。
3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[（1） 3.51×104N m －2(表压)； （2)0.554m]解:1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρH P B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0。
3－1000×9.81(0。
2+0。
3）=3。
51×104N/㎡ (表压）2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆.同理，''''''02Rp gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆-- 000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－22 0.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
用此压强计测量容器内水面上方的压强p 0,测压点位于水面以下h ＝0。
5m 处，试求（1)当压强计读数为R ＝300mm ，杯内水银界面测压点A 与细管的垂直距离a ＝0。
4m,容器内压强p 0等于多少？（2）表压p 0增加一倍并忽略杯内界面高度的变化，读数R 为多少？ （3）表压p 0增加一倍并考虑杯内界面位置的变化，读数R 为多少?习题1－3 附图[（1） 3.12×104N m －2（表压）;（2）0.534m ；(3） 0.536m ］解：1. 因A 、B 两点位于同一平面，p A =p B ， P 0＝ρ，gR －ρg （h ＋a ）＝13600×9。
81×0.3－1000×9。
81（0.5＋0。
4）＝3。
12×104N/㎡（表压）2. 表压加倍后，设压强计读数为R ，。
若忽略杯内水银界面的变化，则,042 3.121010009.810.50.40.534136009.81p g h a R gmρρ++=⨯⨯+⨯+==⨯，，（）（）3. 与（1）相比，表压加倍后杯内水银面下降了1h ∆，管内水银面上升2h ∆，压强计读数的增加量为12R h h ∆=∆+∆2122d h h D ∆=∆由以上两式可得1221Rh D d∆∆=+ 根据等高面即等压面的原理01p g h a h g R R ρρ+++∆=+∆，，（）（）2022[]d Rp gR g h a g R g D d ρρρρ∆--+=∆-+，，，（）00222p p R d g g D d ρρ-∆=-+，，＝42223.12100.2340.008136009.8110009.810.10.008⨯=⨯-⨯+ 0.30.2340.534R R R =+∆=+=， 此结果表明，使用单杯压强计,因h 1<<h 2，完全可以忽略杯内界面高度的变化，既方便又准确.1－4 水从倾斜直管中流过,在断面A 和断面B 接一空气压差计，其读数R ＝10㎜，两测压点垂直距离a ＝0。
3m ，试求（1）A 、B 两点的压差等于多少?（2)若采用密度为830kg m －3的煤油作指示液，压差计读数为多少？ （3)管路水平放置而流量不变,压差计读数及两点的压差有何变化？习题1－4 附图［(1)3.04kPa;(2)58。
8mm ；（3)98。
1Pa ］ 解：首先推导计算公式。
因空气是静止的，故p 1＝p 2,即121A p gh g h R gR ρρρ----B （）=p （）p A -gh 1 = p B —gh 2 + gR(-1）在等式两端加上gH ρ，1A A B p g H h g H h gR ρρρρ+-+-+-B （）=p （）（） 1A A B p gZ gZ gR ρρρρ++-B （）-（p ）=（） 1A B gR ρρΦ-Φ=-（） 1. 若忽略空气柱的重量1A B gR ρρΦ-Φ=-（）＝9。
81×0.01×1000＝98.1N/㎡2/A B A B B p p g Z N mρ-=Φ-Φ-⨯⨯⨯A 3（）-（Z ）=98.1+10009.810.3=3.04102. 若采用煤油作为指示液2198.15.8810m 58.8mm g 9.811000830A B R ρρ-ΦΦ⨯－＝＝＝＝（－）（－）3. 管路流量不变，A B ΦΦ－不变，压差计读数R 亦不多变。
管路水平放置,Z A —Z B ＝0，故2p p 98.1/m A B A B N -Φ-Φ＝＝1－5在图示管路中水槽液面高度维持不变,管路中的流水视为理想流体，试求 （1）管路出口流速；（2）管路中A 、B 、C 各点的压强（分别以N/㎡和m H 2O 表示）； （3）讨论流体在流动过程中不同能量之间的转换。
习题1－5 附图［（1)9.9m s -1;（2）P A =—39。
24kPa=-4mH 2O ， P B =9.81kPa=1mH 2O, P C =—29。
43kPa=—3mH 2O;（3)略］解：1.以大气压为压强基准,以出口断面为位能基准，在断面1—1和2-2间列机械能守恒式可得2122()29.8159.9/u g z z m s =-=⨯⨯=2.相对于所取基准，水槽内每kg 水的总机械能为W ＝Hg ＝5gJ/kg 。
理想流体的总机械能守恒，管路中各点的总机械能皆为W,因此，A 点压强254542AA A p u W gz g g g g ρ=--=--=- P A ＝-4×1000×9.81＝—3.924×104N/m 2（或—4m H 2O ） B 点的压强2221000[515]210009.8119810/(1m H O)B B B u p W gz g g g N m ρ=--=---=⨯⨯=（）（）C 点压强24221000[532]2100039.81 2.94310/(-3m H O)c c C u p W gz g g g N m ρ=--=--=-⨯⨯=-⨯（） 由于管内流速在（1）中已经求出，从断面1-1至A 、B 、C 各断面分别列机械能守恒式，亦可求出各点的压强。
3。
相对于所取的基准,水槽内的总势能为5gJ/kg ，水槽从断面1—1流至断面2—2,将全部势能转化为动能。
水从断面1—1流至断面A —A,获得动能25/2A u g J kg =（）。
但因受管壁约束，流体从断面1流至断面A ，所能提供的位能只有g （z 1－z A ）＝1g （J/kg ）,所差部分须由压强能补充,故A 点产生4m H 2O 的真空度。
水从断面A 流至断面B,总势能不变。
但同样因受管壁的约束，必有g （z A －z B ）＝5g 的位能转化为压强能,使B 点的压强升至1m H 2O 。
同理，水从断面B 流至断面C ，总势能不变，但位能增加了g （z C －z B ）＝4gJ/kg ，压强能必减少同样的数值，故C 点产生了3m H 2O 的真空度。
最后，流体从断面C 流至出口，有g （z C －z 2）＝3g 的位能转化为压强能，流体以大气压强流出管道。
1－6用一虹吸管将水从池中吸出，水池液面与虹细管出口的垂直距离为5m ，虹吸管出口流速及虹吸管最高点C 的压强各为多少？若将虹吸管延长，使池中水面与出口垂直距离增为8m 。
出口流速有何变化?（水温为30℃，大气压强为760㎜Hg.水按理想流体处理)习题1－6 附图[9.9 m s -1, 32。
7kPa ；12。
4 m s —1] 解：1在断面1－1、2－2之间列机械能守恒式得2229.8159.9/u gz m s ⨯⨯=在断面1-1和C —C 之间列机械能守恒式，并考虑到u C ＝u 2，可得 24136009.810.7610009.817 3.27102c c a a u p p gh p g h z N ρρρ=--=-+=⨯⨯-⨯⨯=⨯（）2。
虹吸管延长后，假定管内液体仍保持连续状态，在断面1—1和2，—2,之间列机械能守恒式得22u gz =，，2322136009.810.7610009.8110 3.3010/c c a a u p p gh p g h z N m ρρρ=--=-+=⨯⨯-⨯⨯=⨯，，，（）因C 点的压强小于水在30o C 的饱和蒸气压Pv=4242N/m 2，故水在C 点已发生气化。
C 点压强不能按上述算，而应保持为流体的饱和蒸气压。
故在断面1-1和C ，—C ，之间列机械能守恒式得s m gh p p u v a C /4.12]81.921000)4242101300(2[]2)(2['2/12/1=⨯--=--=ρ出口流速 u 2’=u C '1－7如图，水通过管线（Φ108x4 mm ）流出， 管线的阻力损失(不包括出管子出口阻力）可以用以下公式表示：h f =6.5u 2式中u 式是管内的平均速度,试求 （1)水在截面A －A 处的流速； (2)水的体积流率为多少m 3h —1。
习题1－7 附图[（1）2。
9 m s -1；（2)82 m 3h —1] 解: 对槽液面与管出口列B.E.方程f h ug z p u g z p +++=++2222222111ρρ u 1=0， p 1=p 2, z 1=6m ， z 2=0,h f =6.5u 26⨯9。
81=225.62u u +, u=u A =2.9m/s, v=uA=h m /8236001.049.232=⨯⨯⨯π1－8高位槽内贮有20℃的水，水深1m 并维持不变。
高位槽底部接一长12m 直径100mm 的垂直管。