01流体流动习题答案
[小学教育]第一章流体流动答案.docx
![[小学教育]第一章流体流动答案.docx](https://img.taocdn.com/s3/m/3be0b23fba0d4a7302763add.png)
第一章流体流动习题解答1.解：(1) latm=101325 Pa=760 mmHg真空度二人气压力一绝对压力，表压二绝对压力一大气压力所以出口压差为尸0.076 x 101325-(-0.082 xl()6) = 8.97X104N/m2(2)由真空度、表压、人气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关, 所以出口压力仍为&97 X104 p a2.解：T=470+273=703K, p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28x0.77+32x0.065+28x0.038+44x0.071+18x0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：pm=pm0xT0Txpp0=28.8422.4x273703x2200101.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H处的人气压为p,根据流体静力学基本方程，得dp=-pgdH大气的密度根据气体状态方程，得p=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为T=293.15+4.81000H代入上式得p=pMR (293.15-4.8xl0-3H) =-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8xl0-3H对以上等式两边积分，101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8xl0-3H所以人气压与海拔高度的关系式为lnpl01325=7.13x|n293.15-4.8xl0-3H293.15即：lnp=7.13x|nl-1.637xlO-5H+11.526(2)己知地平而处的压力为101325 Pa,则高山顶处的压力为p 山顶=101325x330763=45431 Pa将P山顶代入上式ln45431=7.13x|nl-1.637xl0-5H+11.526解得H=6500 m,所以此山海拔为6500 m。
4.解：根据流体静力学基木方程可导出P容器・p大气二Rgp水-p煤油所以容器的压力为P 容器二p 大气+Rgp 水-P 煤油=101.3+8.31x9.81x (995-848) 1000=113.3 kPa5 解：R — R'sin(X — 120xsin 30 = 60 mm以设备内液面为基准，根据流体静力学基木方程，得p, = /?0 +/70^/? = 101325+ 850x9.81x60xl0'3 =101.8 kpa6.解：(1)如图所示，取水平等压面1-1S 2-2\ 3-孑与4-4\选取水平管轴心水平面为位能基准面。
01流体流动习题答案
第一章流体流动习题解答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 X03 Pa。
解：真空度=大气压-绝压p绝压=P tm- P空度*98. 7- 13. 33) Pia)表压=—真空度=-13.3 103Pa2.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品，油面高丁罐底9.6 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14 mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为32.23 106 Pa,问至少需要几个螺钉？解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p,则p罐内液体作用丁孔盖上的平均压强p =，；g：z=9 60 9. 8 1 ( 9.一6 0 = 8)咫麦压)作用在孔盖外侧的是大气压pa,故孔盖内外所受的压强差为Ap=82874Pa作用在孔盖上的净压力为二2 ：二 2 4p= p — d =82575 (一0.76 )=3.76 10 N4 4每个螺钉能承受的最大力为：6、旗、 2 3F 钉=3 2.2<3 gx 0.014X4.39 6 1 04螺钉的个数为3.76勺04/4.96 乂103=7.58个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个 U 管压差计，如本题附图所示。
测得 R i =400 mm, R 2=50 mm,指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，丁右侧的 U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度 R 3=50mm 。
试求A 、解：U 管压差计连接管中是气体。
若以Pg ,P H 2O ,P Hg 分 别表示气体、水与水银的密度，因为 p g = p Hg ,故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为 P A 充P c,P B 充 P D 。
由静力学基本方程式知P A P c ="H 2O gR 『Hg gR 2=1 000 9.8 1 0.・05 1 36 00 9 . = 7161Pa （表压）P B 充 P D = P A 冷 H&R71 61 +1 3600 9.^1 0. 4 4& P 5 1 04. 本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
柴诚敬化工原理课后答案(01)第一章 流体流动
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．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。
化工原理课后习题解析(第一章)
第1章 流体流动1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。
该处环境大气压等于标准大气压。
（答：A,160kPa ；B,88kPa ）解：取标准大气压为kPa 100，所以得到：kPa 16010060=+=A P ；kPa 8812100=-=B P 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。
(答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。
1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。
问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）解：m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。
内管流过密度为3m 1150kg -⋅，流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。
管隙间流着压力（绝压）为MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -⋅的气体。
标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅，试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅？（ 答：1L s m 11.2U -⋅=；1g s 5.69m U -⋅= ）习题1-4 附图解：mm 27225.35.33=⨯-=内d ，m m 5325.360=⨯-=外d ；对液体：122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ，()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π，13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。
新版化工原理习题答案(01)第一章 流体流动
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为 kPa ，乙地区的平均大气压力为 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同 解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．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。
第1章流体流动习题解答
第一章 流体流动1－1某敞口容器内盛有水与油。
如图所示。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？习题1-1附图mH H H m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水，解：ρρ1－2有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p m mHgp p Ln dz pdp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ1－3某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
解：N dz gz P F 64023501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ1－4外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
543(1.013100.209.8110)291.439/8314293.2PM kg m RT ρ⨯+⨯⨯⨯===⨯解：1－5有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R gR g R R （解：1－6为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
化工原理习题第一部分流体流动(答案)
化工原理习题：第一部分流体流动一、填空1.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。
(2fl u=d2Wλ,层流时：duRe=ρμ，64=Reλ，带入可知：阻力损失正比于流速，反比于管径平方)2.离心泵的特性曲线通常包括H-Q曲线、η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。
3.处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的、连通着的、同一种连续的液体。
流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用皮托流量计测量。
4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ，其应用条件是牛顿型流体层（滞）流流体。
5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：单位质量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；单位重量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；单位体积流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z1ρg+（u12ρ/2）+p1+Wsρ= z2ρg+（u22ρ/2）+p2+ρ∑hf，各项单位为 Pa（N/m2）。
7.气体的粘度随温度升高而增加，水的粘度随温度升高而降低。
8.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。
9.并联管路中各管段压强降相等；管子长、直径小的管段通过的流量小。
10 在离心泵工作时，用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。
11.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。
12. 离心泵的轴封装置主要有两种：填料密封和机械密封。
13.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。
14．雷诺准数的表达式为_____ Re=d ｕρ/μ___________。
新版化工原理习题答案第一章流体流动
第一章流体流动流体的重要性质1.某气柜的容积为 6 000 m3,若气柜内的表压力为kPa，温度为40 C。
已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、N2 20%、CO 32% CQ 7%、CH 1%,大气压力为kPa，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数pV 101.3 5.5 1000.0 6000 , ,n t mol 246245.4molRT 8.314 313各组分的质量：40%246245.42kg197 kgm H 240% n t MH2m N220% n t M N 220%246245.428 kg1378.97kgI^CO32% n t M CO32%246245.428 kg2206.36kgI^CO 27%m M CO 27%246245.444 kg758.44kgITI CH 41%m M CH 41%246245.416kg39.4kg2 •若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解：m t m! m260 60 kg 120kgm260 60 3V t V V21m 0.157m830171012m t120kg m3764.33kg m3mV t0.157流体静力学3 •已知甲地区的平均大气压力为kPa，乙地区的平均大气压力为kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同解：（1）设备内绝对压力（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=101.33 1 03 65.3 1 03 Pa 36.03kPa 4 .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 ,5.如本题附图所示， 流化床反应器上装有两个 U 管压差计。
(完整版)第一章流体流动答案
第一章流体流动一、单项选择题（每小题1分）1．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( )BA. atm·cm / mol·KB. Pa·m /mol·KC. Kf·m / mol·KD. Ibf·ft / Ibmol·K 2．系统处于稳态指的是( )CA. 系统操作参数不随时间改变B. 系统操作参数不随位置改变C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( )AA．甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水4. 下列关于压力的表述中，正确的是( )BA. 绝对压强= 大气压强+ 真空度B. 绝对压强= 大气压强- 真空度C. 绝对压强= 大气压- 表压强D. 绝对压强= 表压强+ 真空度5．某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( )CA. 0.1MPaB. 0.14MPaC. 0.04MPaD. 0.06MPa6. 容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度大于B点高度，则( )BA. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变7．在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映( )。
AA．A、B两截面间的压强差；B．A、B两截面间的流动阻力；C．A、B两截面间动压头变化；D．突然扩大或缩小的局部阻力。
8. 使用U型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（）CA. 选择较大密度的指示液B. 选择较小密度的指示液C. 使用与被测流体密度相近的指示液D. 加大指示液与被测流体密度的差别9．用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高读数精度，你认为较好的指示剂为( )DA. 乙醇B. 水C. 汞D. 甲苯10．所谓理想流体，指的是（）AA. 分子间作用力为零的流体B. 牛顿流体C. 稳定的胶体D. 气体11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。
第一章.流体流动习题及答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。
A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（ A ）。
A 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（ D ）。
A 湍流流速＞层流流速；B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4．气体是（ B ）的流体。
A 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ C ）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ A ）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．当被测流体的（ D ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．当被测流体的绝对压力（ A ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（ A ）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。
A 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．被测流体的（ D ）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。
A 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（ B ）。
A. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A )。
A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。
13.层流底层越薄( C )。
A. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。
第一章流体流动习题卡答案.
第一章流体流动第一章习题1:某设备的真空表读数为500mmHg,设备外环境大气压强为640mmHg,则它的绝对压强为 _______________________ Pa第一章习题2:流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_______________ 曲线，中心最大速度为平均速度的__________________ ■咅。
此时摩擦系数入与_______________ 无关，只随____________ 卩大而 __________________ 。
抛物线，2, & /d, Re,减小。
（每个空1分，共5分）。
第一章习题3:牛顿粘性定律表达式为________________________________________ ,它只适用于_______________ 流体。
2 .卩dy（2分）T =卩或T =牛顿（1分）（共3 分）第一章习题4:内摩擦力是流体的表现，所以又称为力或者 _______________________ 力粘性，粘滞，粘性摩擦（每空1分，共3分）第一章习题5:流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数入与_______________ 及_________ 有关。
在完全湍流区则入与雷诺系数的关系线趋近于 ____________________ 。
Re, & /d,水平（每空1分，共3分）第一章习题6:粘度的物理意义是 ______________________________________________促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。
（2分）第一章习题7:边长为a的正方形管道，其当量直径de为_______________________ 。
2ad e=4「H=4 a （2 分）4a第一章习题8:在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的 2 倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的 _________________ ■咅。
01-流体流动习题及答案
(2):由题意知：
(p1 p a )' 2(p1 p a )
(p1 pa )' (R H)' g(i ) (Z 2 Z1 )g
= 27.27×2 × 10
( R H )' 0.52m
3
4
d 2 u 28 ~ 84m 3 / h
600(3000 1000) R ' (6000 1000)
R' 240mm
三、计算题
1、如图所示三只容器A、B、C均装有水（液面恒定）， 已知：z1=1m, z2=2m, U型水银压差计读数：R=0.2m, H=0.1m 试求：上方压力表读数 1) 容器A的表压p1 2) 若p1（表压）加倍，则（R+H）值为多少？
32ul hf d 2
32l 4qV 2 2 d d
d4
高度湍流
l u 2 l 1 ( 4q V ) 2 hf 2 d 2 d d 2 8 l 5 q2 d V 2 d5
c
3、图示管路系统中，已知流体流动的总阻力损失 56 hf=56J/kg, 若关小阀门，则总阻力损失hf ’ =——
J/kg，两槽液面的垂直距离 H= 5.7 m.。
hf
Hg
H不变，故 h f 也不变
hf 56 H 5.76m g 9.81
4、示管路系统中，已知dab=dcd, εab=εcd，lab=lcd， μ≠0。比较ua________ (pc-pd), （a b ) = uc，(pa-pb) < __= （c d )
Rg( i )
第一章 流体流动习题答案
第一章 流体流动 习题答案1-1．已知 84.1204=d m=10t=10000kg, 所以 34320443.5184010/18401000m mV mkg d =====ρρ1-2．已知M NH3=17kg/kmol, p=p 表+p 大气压=2550+100=2650kPa, T=273+16=289K 3/75.18)16273(314.8)1002550(17m kg RTMp =+⨯+⨯==ρ1-3. 查表：ρ苯=879kg/m 3 ρ甲苯=867 kg/m 33/8.8718676.08794.01mkg =⇒+=+=ρρωρωρ甲苯甲苯苯苯1-4. 已知M O2=32kg/kmol, y O2=0.21; M N2=28kg/kmol, y N2=0.79;3/84.2879.02821.032m kg M =⨯+⨯=空气P = 100kPa, T=273+20=293K3/184.1293314.810084.28m kg RTMp =⨯⨯==空气ρ1-6.kPap p p p p p 6.477033.13.10147603.101640)2(kPa 33.137603.101540640(1=⨯+⨯=+==⨯-=-=表压大气压绝压真空度大气压绝压））（1-7. ① p 1-p 2 =(10-7)×101.3/1.033=294.2kPa ② p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=[(760+600)-(760-300)]×101.3/760=120kPa③p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=(101.3+6×9.81)-(760-735.6)×101.3/760=687kPa1-8. Δp=(ρ指-ρ)gR=(13600-860)×9.81×0.187=23371Pa=23.4kPa 1-9.如图:乙炔炉内的最大压力 p 最大=ρ水gh+p 大气压 =1000×9.81×1.3+101325×750/760=111763Pa=111.8kPa1-10.截面 A-A 为等压面，所以：ρ水gz 0=ρ有机液g·2 ，代入数据 1050z 0=860×2 z 0=1.64m1-11. 小管中q m =ρq v =1000×15=15000kg/h ；)/(2123/12.205.0785.03600/1522s m kg u G sm A q u v ⋅===⨯==ρ大管中q m = 15000kg/h ；)/(8.5301.0785.03600/15000/53.01.0785.03600/15222s m kg Aq G s m Aq u m v ⋅=⨯===⨯==1-12.已知 d 内=100mm=0.1m, 4℃的水，ρ=1000kg/m 3;u=2m/s 时,q v =uA=2×0.785×d 2×3600=56.52m 3/h ；q m =ρq v =1000×56.52/3600=1507kg/s 1-13. (1)27℃,120kPa 时，3/347.1300314.8120282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG=uρ=20×1.347=26.94kg/(m 2·s) (2)27℃,150kPa 时，3/684.1300314.8150282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG 入=G 出 u 入=26.94/1.684=16m/s1-14. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=4.5m, u 1≈0, p 1=100kPa, Σh 损=24.5J/kgs m Aq u v /7077.01.0785.03600/2022=⨯==W 功=0代入数据得：p 2=31.1kPa 1-15. 在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=3+x, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=196.2J/kg ，W 功=0s m Aq u v /185.31.0785.03600/9022=⨯==代入数据得：m x x 52.172.1962185.3)3(81.92=⇒+=+⨯1-16.在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu gp z +++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=5m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), H 损=4.5m ，H 功=0代入数据得：s m g u gu /13.3)5.45(25.425222=-=⇒+=q v =uA=3.13×0.785×0.12×3600=88.5m 3/h1-17.①在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=8-2=6m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：s m u u u /6.12452681.922222=⇒+=⨯q v =uA=1.6×0.785×0.12×3600=45.2m 3/h ②q v =45.2+45.2×10%=49.72m 3/h ,s m A q u v /76.11.0785.03600/72.4922=⨯==在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=?, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：m z u u z 26.7245281.9122212=⇒+=升高7.26-6=1.26m.1-18. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu g p z +++=+++2222222111ρρ 选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, u 1≈0, s m Aq u v /83.1052.0785.03600/1422=⨯==p 1=100kPa(绝压),p 2=320kPa(绝压), H 损=4.3m 水柱 ，代入数据得：3.481.9283.181.91000103202081.910010100233+⨯+⨯⨯+=+⨯⨯功H H 功=46.9m1-19．在上游截面1-1与下游截面排水管与喷头连接处2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20-2=18m, p 1=0(表压)，p 2=120kPa(表压), u 1≈0, s m Aq u v /1.2082.0785.03600/4022=⨯==Σh损=40J/kg 代入数据得：kg J W /79.3384021.21000101201881.923=++⨯+⨯=功N 有=W 功q m =W 功ρq v =338.79×1000×40÷3600=3764.3W N=N 有/η=3764.3÷0.65=5790W=5.79kW1-20. 从本教材附录五中查得，水在20℃时3/2.998m kg =ρ，25/105.100m s N ⋅⨯=-μ d=76-6=70mm=0.07ms m A q u v /17.207.043600/102=⨯==π则551051.1105.1002.99817.207.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流层流流动时，2000105.1002.99807.05≤⨯⨯⨯==-u du R e μρ所以u 最大=0.0287m/s1-21. 从本教材附录五中查得，水在50℃时3/1.988m kg =ρ，s Pa ⋅⨯=-51094.54μ, D 当=D 内-d 外=0.07-0.025=0.045ms m A q u m/618.0)025.007.0(41.9883600/200022=-⨯⨯==πρ则451036.11094.541.988168.0045.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流1-22. 已知q v =2.7×10-3m 3/s, d 内=50mm=0.05m, ρ=1000kg/m 3,µ=1,09mPa·s=1.09×10-3Pa·ssm Aq u v /38.105.04107.223=⨯⨯==-π；43103.61009.1100038.105.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e查图1-19得：λ=0.0239，kgJ ud l h /3.34238.105.0750239.0222=⨯⨯==λ直1-23. 已知u=1m/s, d 内=25mm=0.025m, 从附录五中查得，水在10℃时 ρ=999.7kg/m 3, µ=130.77×10-5Pa·s45109.11077.1307.9991025.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 湍流， 铸铁管为粗造管，查图1-19得：λ=0.03，kgJ ud l h /6021025.010003.0222=⨯⨯==λ直，m h H 12.681.960g ===直损1-24. 已知q v =40m 3/h, d 内=100mm=0.1m,sm A q u v /4.11.043600/402=⨯==π；油品在操作条件下，ρ=890kg/m 3, µ=0.187Pa·s20003.666187.08904.11.0 =⨯⨯==μρdu R e 为层流λ=64/Re=0.0947，kg J u dl h /6.42324.11.04500947.0222=⨯⨯==∑当损λ在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, p 1=p 2=0(表压), u 1=u 2≈0, 代入数据得：kg J W /8.6196.4232081.9=+⨯=功 N 有=W 功q m =W 功ρq v =619.8×890×40÷3600=6130W=6.13kW1-25. 一根小管中的流量：sm q v /1095.32113600/30034-⨯==，sm Aq u v /4621.0033.041095.324=⨯⨯==-π20006.1524108800462.0033.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ，λ=64/Re=0.042，kg J ud l h /543.02462.0033.04042.0222=⨯⨯==λ直m h H 0554.081.9543.0g===直损1-26. 解：已知ρ=1200kg/m 3, µ=1.7×10-3N.s/m 2 d ＝0.075msm Aq u v /57.1075.043600/252=⨯==π；为湍流4000103.8107.1120057.1075.043⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e钢管为粗糙管，查图1-19得：λ=0.0223 直管阻力为：局部阻力的计算：查表1-3 截止阀（全开）l 当/d=300（2个）；90º标准弯头l 当／d=30（5个）。
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000××；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
化工原理第1章--流体流动-习题及答案
化⼯原理第1章--流体流动-习题及答案⼀、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截⾯⼤的为湍流，截⾯⼩的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流⽆径向脉动，⽽湍流有径向脉动。
4．⽓体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静⽌的流体内，单位⾯积上所受的压⼒称为流体的（）。
CA 绝对压⼒；B 表压⼒；C 静压⼒；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压⼒，称为（）。
AA 绝对压⼒；B 表压⼒；C 静压⼒；D 真空度。
7．当被测流体的（）⼤于外界⼤⽓压⼒时，所⽤的测压仪表称为压⼒表。
DA 真空度；B 表压⼒；C 相对压⼒；D 绝对压⼒。
8．当被测流体的绝对压⼒（）外界⼤⽓压⼒时，所⽤的测压仪表称为压⼒表。
AA ⼤于；B ⼩于；C 等于；D 近似于。
9．（）上的读数表⽰被测流体的绝对压⼒⽐⼤⽓压⼒⾼出的数值，称为表压⼒。
AA 压⼒表；B 真空表；C ⾼度表；D 速度表。
10．被测流体的（）⼩于外界⼤⽓压⼒时，所⽤测压仪表称为真空表。
DA ⼤⽓压；B 表压⼒；C 相对压⼒；D 绝对压⼒。
11. 流体在园管内流动时，管中⼼流速最⼤，若为湍流时，平均流速与管中⼼的最⼤流速的关系为（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
12. 从流体静⼒学基本⽅程了解到U型管压⼒计测量其压强差是( )。
AA. 与指⽰液密度、液⾯⾼度有关，与U形管粗细⽆关；B. 与指⽰液密度、液⾯⾼度⽆关，与U形管粗细有关；C. 与指⽰液密度、液⾯⾼度⽆关，与U形管粗细⽆关。
13.层流底层越薄( )。
CA. 近壁⾯速度梯度越⼩；B. 流动阻⼒越⼩；C. 流动阻⼒越⼤；D. 流体湍动程度越⼩。
南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答
《第一章流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。
3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。
4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
5．有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。
如图。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为1.20kg/m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
如图。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
第一章 流体流动习题课答案-化工2013级
第一章 流体流动习题课答案一、U 型管所测变量含义如图1所示，常温水从一与水平方向呈300角的倾斜缩径管中流过，在AA’及BB’截面接出一U 型管压差计，其内为汞，读数R =600mm ，截面AA’处同时并联一压差计(一端通大气)，其读数R 1=375mmHg ，h A =1m ，管段AB 长4m ，A 、B 二处管径分别为：d A =40mm ，d B =15mm ，当地压强P a =750mmHg 。
试求：(1)A 处的表压强及绝对压强，分别以N/m 2、mmHg 、atm 、kgf/cm 2、kgf/m 2、mmH 2O 表示。
(2)A 、B 两处的压强差(B A p p -)和B 处的残压与真空度。
(3)忽略阻力损失，求管段AB 的流量为多少m 3/h 。
(4)定性分析当流量为已知时，如何判断流动方向。
（考虑阻力）(5)改变管道的倾斜度（如改为垂直或水平放置），则压差(B A p p -)及读数R 将如何变化。
图1 习题1附图解：(1)10gR p gh p a A A ρρ+=+A a A gh gR p p ρρ-+=10=181.910375.081.9106.1375.081.9106.13333⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=25N/m 1041⨯.=1052mmHg=1.38atm=1.43kgf/cm 2=1.43×104 kgf/m 2=1.43×104 mmH 2OA A gh gR p ρρ-=10(表）=181.910375.081.9106.1333⨯⨯-⨯⨯⨯=2N/m 40221=302mmHg=0.40atm=0.41kgf/cm 2=4.1×103 kgf/m 2=4.1×103 mmH 2O(2) g AB gR p p B A ρρρ0030sin )(+-=-=81.9105.04.06.081.9)10106.13(333⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯=Pa 106174⨯.41061.7⨯-=A B p p =451061.71040.1(⨯-⨯=Pa 103964⨯.(残压或绝压) B 处的真空度=431039.675.081.9106.13⨯-⨯⨯⨯=-B a p p =Pa 106234⨯. (3) 在A-A’和B-B’两截面间列柏努力方程式（忽略阻力损失）2230sin 22AB g u p u p BB AA ρρρ++=+2230sin 2)(AB g u u p p A B B A ρρ+-=- （1）由静力学方程式gR R h AB g p gh p B A 00)30sin (ρρρ+-++=+整理得 gRAB g p p B A )(30sin 00ρρρ-+=- (2)由(1)、(2)，得gR u u A B )(2)(022ρρρ-=-代入数据6.081.9)100013600(2)(100022⨯⨯-=-⨯A B u u (3) 因水为不可压缩流体，由连续性方程2244BBA Ad u d u ππ=即 A A A BA B u u u d d u 964)1540(222=== (4)由方程(3)、(4)解得 A u =1.73(m/s)hm s m u d V A A /83.7)/(1017.2732.104.04433322=⨯=⨯⨯==-ππ(4)流量已知，可以计算出A u ，B u假定流体由A→B ，在A-A’和B-B’两截面间列柏努力方程式BfA BB AA p AB g u p u p -∆+++=+02230sin 22ρρρ 由静力学方程式gRR h AB g p gh p B A 00)30sin (ρρρ+-++=+由上面两式，得2)()(220A B B fA u u gR p ---=∆-ρρρ (5)读出压差计的读数R ，即可算出B fA p -∆的大小若B fA p -∆>0，则A→B ；若B fA p -∆<0，则B→A 若B fA p -∆=0，则静止。
南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答
《第一章流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。
3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。
4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
5．有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。
如图。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为1.20kg/m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
如图。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章 流体流动习题解答1. 某设备上真空表的读数为×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×103 Pa 。
解：真空度＝大气压－绝压3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-⨯绝压真空度表压＝－真空度＝310Pa ⨯2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 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14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为×106 Pa ，问至少需要几个螺钉!解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=∆=⨯⨯-=(表压)作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ∆=作用在孔盖上的净压力为2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ=∆=⨯⨯=⨯410 每个螺钉能承受的最大力为：】p62332.23100.014 4.96104F N π=⨯⨯⨯=⨯钉螺钉的个数为433.7610/4.96107.58⨯⨯=个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，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R 3=50mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
解：U 管压差计连接管中是气体。
若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为A C p p ≈，B D p p ≈。
由静力学基本方程式知232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=⨯⨯+⨯⨯》7161Pa =(表压)417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+⨯⨯=⨯4. 本题附图为远距离制量控制装置，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 =1 m ，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m 3。
试求当压差计读数R=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h 。
解：如图，设水层吹气管出口处为a ，煤油层吹气管出口处为b ，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。
则1a p p = 2b p p =1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压)CDH 1 压缩空气p1b p gH ρ=油(表压)<U 管压差计中，12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力)12a b p p p p gR ρ-=-=分别代入a p 与b p 的表达式，整理可得：()Hg gh g H h gH ρρρ+-=油水 1000 1.0136000.0680.4181000820H R h m ρρρρ-⨯-⨯===--Hg 水水油 根据计算结果可知从压差指示剂的读数可以确定相界面的位置。
并可通过控制分相槽底部排水阀的开关情况，使油水两相界面仍维持在两管之间。
5. 用本题附图中串联U 管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U 管压差计的指示液为水银，两U 管间的连接管内充满水。
已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h 1=2.3 m 、h 2=1.2 m 、h 3=2.5 m 及h 4=1.4 m 。
锅中水面与基准面间的垂直距离h 5=3 m 。
大气压强a p =×103 Pa 。
试求锅炉上方水蒸气的压强p 。
(分别以Pa 和kgf/cm 2来计量)。
,解：如图所示标记等压面2，3，4，大气压记为a p212()a Hg p p p g h h =+- (1)23232()H O p p g h h ρ=-- (2)2344334()Hg p p g h h ρ=+- (3)20454()H O p p g h h ρ=-- (4)将以上四式相加并代入已知量399.310a p Pa =⨯ 1 2.3h m = 2 1.2h m = 3 2.5h m = 4 1.4h m = 5 1.3h m = 2012345432()()a Hg H O p p h h h h g h h h h g ρρ=+-+---+-399.310(2.3 1.2 2.5 1.4)136009.8(3.0 1.4 2.5 1.2)10009.8=⨯+-+-⨯⨯--+-⨯⨯ 423.64510 3.72/Pa kgf cm =⨯=…6. 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 。
压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920 kg/m 3及998 kg/m 3，U 管中油、水交界面高度差R =300 mm 。
两扩大室的内径D 均为60 mm ，U 管内径d 为6 mm 。
当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。
解：可以知道当微差压差计的读数a p p =时，两扩大室液面相齐。
那么当压力不同时，扩大室液面差h ∆与R 的关系可用下式计算：2244D h d R ππ∆=当 300R mm =时，226()0.3()0.00360d h R m D ∆==⨯= 根据静力学基本方程：()p gR g h ρρρ=-+∆水油油(998920)9.810.39209.810.0003=-⨯⨯+⨯⨯257Pa =(表压)7. 列管换热器的管束由121根25 2.5mm mm φ⨯的铜管组成。
空气以9 m/s 速度在列管内流动。
空气在管内的平均温度为50℃、压强为196×103 Pa(表压)，当地大气压为×103 Pa 。
试求：(1) 空气的质量流量；(2) 操作条件下空气的体积流量；(3) 将(2)的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。
]解：(1)s w uA n ρ= 9/u m s = 121n =223211(25 2.52)100.00031444A d m ππ-⎡⎤==-⨯⨯=⎣⎦ 333(19698.4)10(2910) 3.182/8.314(273500)pM kg m RT ρ+⨯⨯⨯===⨯+ 90.000314 3.182121 1.09/s w kg s =⨯⨯⨯=(2) 390.0003141210.342/S V uAn m s ==⨯⨯=(3) 001110p V p V T T = 3011010(19698.7)0.3422730.863/2735098.7T p V V m s T p +⨯==⨯=+ 8. 高位槽内的水面高于地面8 m ，水从1084mm mm φ⨯的管道中流出，管路出口高于地面2 m 。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按26.5f h u =∑计算(不包括出口阻力损失)，其中u 为水在管内的流速m/s 。
试计算：(l) 'A A -截面处水的流速；(2) 水的流量，以m 3/h 计。
解：(1) 取高位槽水面为上游截面11'-，管路出口内侧为下游截面22'-，如图所示，那么128,2z m z m == (基准水平面为地面)1120,0u p p ≈==(表压)，'A A -处的流速与管路出口处的流速相同，2A u u = (管径不变，密度相同)在截面11'-和22'-间列柏努利方程方程，得~、 'A 'B222f u g z h ∆=+∑，其中26.5f h u =∑ 代入数据226.59.81(82)2u u +=⨯- 解得 2.9/A u u m s == (2) 2332.9(10842)10360082/4h V uA m h π-⎡⎤==⨯⨯-⨯⨯⨯=⎣⎦ 9. 20℃的水以2.5 m/s 的流速流经38 2.5mm mm φ⨯的水平管，此管以锥形管与另一533mm mm φ⨯的水平管相连。
如本题附图所示，在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经A 、B 两截面间的能量损失为kg ，求两玻璃管的水面差(以m 计)，并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。
解：取,A B 两点处所在的与管路垂直的平面分别为上游和下游截面'A A -和'B B -，如图所示，并取管路中心线所在的水平面为基准面，那么0A B z z ==， 2.5/A u m s =2238 2.52() 2.5() 1.23/5332A B A B d u u m s d -⨯==⨯=-⨯ 在截面'A A -和'B B -间列柏努利方程：22,22A A B B f A B u p u p h ρρ-+=++∑ 2222, 2.5 1.23()( 1.5)1000868.522A B B A f A B u u p p h Pa ρ----=-=-⨯=∑ 查表得到 210.102Pa mmH O =， 那么2868.588.50.102mmH O = (210p p ->，所以A 点的压力大于B 点的压力，即B 管水柱比A 管高mm10. 用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。
各部分相对位置如本题附图所示。
管路的直径均为76 2.5mm mm φ⨯，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为×103 Pa ；水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按2,12f h u =∑与2,210f h u =∑计算，由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s 。
排水管与喷头连接处的压强为×103 Pa(表压)。
试求泵的有效功率。
解：取水槽中水面所在的平面为截面11'-，并定为基准水平面。
泵入口真空表连接处垂直于管子的截面为22'-。
水洗塔出口处为截面33'-，如图所示，那么有10z = 2 1.5z m = 314z m = 10u ≈ 23u u u == 10p =(表压) 3224.6610p Pa =-⨯(表压) 3398.0710p Pa =⨯(表压) 31000/kg m ρ= 在截面11'-和22'-间列柏努利方程，得22112212,122f p u p u gz gz h ρρ++=+++∑ 22f h u =∑代入以上数值解得2/u m s =231.99(76 2.52)1010007.91/4s w uA kg s πρ⎡⎤==⨯⨯-⨯⨯⨯=⎣⎦ 再在截面11'-和33'-间列柏努利方程，得22331113,1222e f p u p u gz W gz h ρρ-++==+++∑ 将以上数值代入，其中2,12,1,212f f f h h h u -=+=∑∑∑，解得261.3/e W J kg = 261.37.91 2.26e e s N W w kW ==⨯=。