第二章流体流动和输送习题

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第二章 流体流动与输送 习题

1.燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知其中含8.5%CO2,7.5%O2,76%N2,8%H2O(体积%)。试求温度为500℃、压强为101.33×10Pa时,该混合气体的密度。

2.在大气压为101.33×10Pa的地区,某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×10Pa。若在大气压为8.73×10Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值,则真空表读数应为多少?

3.敞口容器底部有一层深0.52m的水,其上部为深3.46m的油。求器底的压强,以Pa表示。此压强是绝对压强还是表压强?水的密度为1000kg/m,油的密度为916 kg/m。

4.为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量,采用图1-7所示的装置。控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得U型压差计读数R=130mmHg,通气管距贮槽底部

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h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980 kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨?

5.一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880 kg/m。液面距槽底9m,槽底侧面有一直径为500mm的人孔,其中心距槽底600mm,人孔覆以孔盖,试求:

(1) 人孔盖共受多少静止力,以N表示; (2) 槽底面所受的压强是多少?

6.为了放大所测气体压差的读数,采用如图所示的斜管式压差计,一臂垂直,一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m的95%乙醇溶液,求读数R为29mm时的压

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强差。

7.用双液体U型压差计测定两点间空气的压差,测得R=320mm。由于两侧的小室不够大,致使小室内两液面产生4mm的位差。试求实际的压差为多少Pa。若计算时忽略两小室内的液面的位差,会产生多少的误差?两液体密度值见图。

8.为了排除煤气管中的少量积水,用如图所示的水封设备,水由煤气管路上的垂直支管排出,已知煤气压强为1×10Pa(绝对压强)。问水封管插入液面下的深度h应为若干?当

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地大气压强pa=9.8×10Pa,水的密度ρ=1000 kg/m。

9.如图示某精馏塔的回流装置中,由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝,部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器内压强p1=1.04×10Pa(绝压),塔顶蒸气压强p2=1.08×10Pa(绝压),为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内,问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少?冷凝液密度为810 kg/m。

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10.为测量气罐中的压强pB,采用如图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为ρ1的液体,U形管下部指示液密度为ρ2。管与杯的直径之比d/D。试证:

2 pB?pa?hg??2??1??hg?1d2

D11.列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成,空气以9m/s的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃,压强为196×10Pa(表压),当地大气压为98.7×10Pa。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态下空气的体积流量。

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注:φ25×2.5mm钢管外径为25mm,壁厚为2.5mm,内径为20mm。

12.高位槽内的水面高于地面8m,水从φ108×4mm的管路中流出,管路出口高于地面2m。在本题中,水流经系统的能量损失可按hf=6.5u计算,其中u为水在管内的流速,试计算:

(1)A-A截面处水的流速; (2)出口水的流量,以m/h计。

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13.在图示装置中,水管直径为φ57×3.5mm。当阀门全闭时,压力表读数为3.04×10Pa。当阀门开启后,压力表读数降至2.03×10Pa,设总压头损失为0.5m。求水的流量为若干m/h?水密度ρ=1000kg/m。

14.某鼓风机吸入管直径为200mm,在喇叭形进口处测得U型压差计读数R=25mm,指示液为水。若不计阻力损失,空气的密度为1.2kg/m,试求管路内空气的流量。

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15.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。各部分相对位置如图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm,在操作条件下,泵入口处真空表读数为24.66×10Pa,水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的阻力损失可分别按hf1=2u与hf2=10u计算。式中u为吸入管或排出管的流速。排出管与喷头连接处的压强为98.07×10Pa(表压)。试求泵的有效功率。

16.图示为30℃的水由高位槽流经直径不等的两段管路。上部细管直径为20mm,下部粗管直径为36mm。不计所有阻力损失,管路中何处压强最低?该处的水是否会发生汽化现象?

17.图示一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为45 m/h,管径相同。流体流经管路

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