化工原理课后答案解析
- 格式:doc
- 大小:2.04 MB
- 文档页数:22
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:
kPa
Pa gm
ρgR ρp gh
ρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.133
00==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+
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⨯φ
h kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600
/9785.02
21=⨯==
s m kg u G ⋅=⨯==2
11/4.1263183169.0ρ (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
/9785.02
2
22=⨯==
或: s m d d u u /27.1)50
68
(69.0)(
222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=2
22/4.2325183127.1ρ
1-11. 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。
解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’~ 2-2’间列柏努
力方程:
f W u p
g Z u p g Z ∑+++=++
2
222211
12
121ρρ
简化: g W u H f /)21(22∑+=
m 09.281.9)2012
1
(=÷+⨯=
1-14.附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统,丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定,其液面上方的压力为 2.0MPa (表压),精馏塔内操作压力为1.3MPa (表压)。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ,管内径为140mm ,丙烯密度为600kg/m 3
。现要求输送量为40×103
kg/h ,管路的全部能量损失为150J/kg (不包括出口能量损失),试核算该过程是否需要泵。
解: 在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2
222211
12121ρρ 简化:
f e W u p
g Z W p ∑+++
=+2
22
21
2
1ρρ
f e W
g Z u p p W ∑+++-=
2221
22
1ρ s m d m u s
/2.114
.0785.060036001040785.02
32
2=⨯⨯⨯=
=
ρ
15081.9302.12
1
60010)0.23.1(26+⨯+⨯+⨯-=
∴e W kg J /6.721-=
∴ 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中
1-16.某一高位槽供水系统如附图所示,管子规格为φ45×2.5mm 。当阀门全关时,压力表的读数为78kPa 。当阀门全开时,压力表的读数为75 kPa ,且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为2
u W f =∑J/kg (u 为水在管内的流速)。试求:
(1)高位槽的液面高度;
(2)阀门全开时水在管内的流量(m 3
/h )。
解: (1) 阀门全关,水静止
gh p ρ=
题14 附图
题16 附图
m g p h 95.781
.910107833
=⨯⨯==
∴ρ (2) 阀门全开:
在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++
2
222211
12121ρρ 简化: f W u p g Z ∑++=
2
22
12
1ρ 2
22232
11000107581.995.7u u ++⨯=⨯
解之: s m u /414.12=
∴ 流量: s m u d V s /10776.1414.104.0785.04
33222-⨯=⨯⨯==
π
h m /39.63
=
1-17.附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m 3
,循环量为45 m 3
/h 。管路的内径相同,盐水从A 流经两个换热器至B 的压头损失为9m ,由B 流至A 的压头损失为12m ,问:
(1)若泵的效率为70%,则泵的轴功率为多少?
(2)若A 处压力表的读数为153kPa ,则B 处压力表的读数为
多少?
解: (1) 对于循环系统:
m h H f e 21129=+=∑= kW g V H P s e e 83.281.911003600
4521=⨯⨯⨯=⋅=ρ
kW P P e
04.47
.083
.2:
==
=
∴η
轴功率 (2) B A →列柏努力方程:
fAB B B B A A A h Z u g g p Z u g g p ∑+++=++2
22121ρρ 简化:
fAB B B A h Z g
p
g p ∑++=ρρ 题17 附图