化工原理习题

1 ·流体流动部分 1．某储油罐中盛有密度为 960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底 9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为 760 m m 的孔，其中心距罐底 1000 m m ，孔盖用 14 m m 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为 39.5×106 Pa，问至少需要几个螺钉（大气压力为 101.3×103 Pa）？ 解：由流体静力学方程，距罐底 1000 m m 处的流体压力为 （绝压）Pa10813.1Pa)0.15.9(81.9960103.10133ghpp 作用在孔盖上的总力为 N10627.3N76.04π103.10110813.1)(4233a＝）－＝（AppF 每个螺钉所受力为 N10093.6N014.04π105.39321F 因此 （个）695.5N10093.610627.3341FFn 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个 U 管压差计。读数分别为 R1=500 m m ，R2=80 m m ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的 U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度 R3=100 m m 。试求 A、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 （表）Pa101.165Pa08.081.9136001.081.9100042汞3水AgRgRp （2）B 点的压力 （表）Pa107.836Pa5.081.91360010165.1441汞ABgRpp 习题 2 附图 习题 1 附图 2 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U 管压差计，指示液为水银，读数R=100 毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa 试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p PA=PA P + ρ水gh + ρ汞gR = P0 P=p0- ρ水gh - ρ汞gR =（101.3×10³-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑hf=5.5u2 计算，其中u 为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。 解：（1）A- A'截面处水的平均流速 在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得 22121b12b2f1122ppgzugzuh  （1） 式中 z1=7 m，ub1～0，p1=0（表压） z2=1.5 m，p2=0（表压）...