化工单元操作与控制(杨成德)习题答案解答项目一WORD
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化工单元操作与控制课后习题答案
高职高专规划教材
苏州健雄职业技术学院
医药科技学院
杨成德顾准顾晓吴主编
2018.02.28
习题1 附图
1 2
h 1
项目一 输送系统的操作与设计
1.
根据附图所示的双液体U 管压差计的读数,计算设备中气体
的压力,并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水,其密度分别为920 kg/m 3和998 kg/m 3,压差计的读数R =300mm 。
两扩大室的内径D 为60mm ,U 管的内径d 为6mm 。
解:已知d=6mm, D=60mm, R=300mm=0.3m, ρ水=998kg/m 3, ρ液=920kg/m 3。由U 型管压力计可知,右边的液面较左面的液面高度差为
mm m D d R h 3003.04
/601463004/142222==⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=ππππ
()())
.6Pa(256300.081.99203.09.81920998gh gR 表压油油水=⨯⨯+⨯⨯-=+-=∴ρρρP 2.
为了排出煤气管中的少量积水,用附图所
示的水封装置,水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa (表压),试求水封管插入液面下的深度h 。
解:已知P=10Kpa ,ρ=998kg/m 3,由公式gh P ρ=可知:
02m .19.8)/(9981010g /P h 3=⋅⨯==ρ
习题2 附图
3. 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:知V s =9m 3/h, ρ=1831 kg/m 3, d 1=76mm-4mm ⨯2=68mm=0.068m,
d 2=57mm-3.5mm ⨯2=50mm=0.05m, 故可得 (1) 4.58kg/s 16479kg/h 18319V m m s s2s1==⋅=⋅==ρ (2)689m/s .0h /4m .24794/068.0.1439
4/d V u 22
1s s1==⋅==
π 27m /s .1h /7m .45834
/05.0.1439
4/d V u 2
22s s2==⋅==
π (3))/(8.12614
/068.014.3 4.58
4/m m G 22
21s11s11s m kg d A ⋅=⋅===
π )/(8.23334
/05.014.3 4.58
4/m m G 22
22s22s22s m kg d A ⋅=⋅===
π 4.
在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103
Pa ,在北京操作时,若要求塔内维持相同的绝对压强,真空表的读数应为多少?兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa ,天津地区的平均大气压强为101.33×103 Pa 。
解:已知P 01=85.3⨯103Pa ,P 02=101.33⨯103Pa ,P 真1=80⨯103Pa ;所以
Pa 105.31080-103.853********⨯=⨯⨯=-=⇒-=真绝绝真P P P P P P
Pa 1096.03105.3-1033.101333022⨯=⨯⨯=-=绝真P P P
5. 某设备的进、出口压强分别为1200mmH 2O (真空度)和1.6at
(表压)。若当地大气压为760mmHg ,求此设备进、出口的压强差。(用SI 制表示)
解:已知P 0=101.33kPa=101.33⨯103Pa, h 真=1200mm=1.2m ,
P 表=1.6at=1.6⨯101.33⨯103=162.13⨯103Pa; ρ=103kg/m 3。
kPa
P P 89.57Pa 1089.5712008.910001033.101gh 3
301=⨯=⋅⋅-⨯=-=真ρ k P a
Pa P P P 46.26310263.4610162.131033.10133302=⨯=⨯+⨯=+=表
k P a Pa P 88.1731088.7311057.891046.263333=⨯=⨯-⨯=∆
6. 敞口容器内装有3.5m 深的油,该油的密度为920kg/m 3,求容
器底部的压力?
解:已知P 0=101.33kPa=101.33⨯103Pa, h =3.5m ,ρ=920kg/m 3,故
132.88kPa
Pa 10132.885.38.99201033.101gh 330=⨯=⋅⋅+⨯=+=ρP P
7. 用附图所示的U 形管压差计测量管道A 点的压强,U 形管压
差计与管道的连
接导管中充满水。压差计内指示液为汞,读数R =120mm ,当地大气压为101.3kPa 。 试求A 点的绝对压强。
解:已知 P 0=101.33kPa=101.33⨯103Pa, h =3.5m , ρ水=1000kg/m 3,
ρ汞=13600kg/m 3, R=120mm=0.12m , h 1=1.2-R=1.2-0.12=1.08m 。
由图可知,
11A gh 水ρ+=P P gR P P P P 汞ρ+===0321
P 1
P 2
P 3
题7 附图