化工原理第二版贾绍义_夏清版课后习题答案天津大学

时间：2025-05-11

化工原理第二版贾绍义_夏清版课后习题答案天津大学

化工原理课后习题答案

（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学

出版社,2005.）

第一章流体流动

2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/ 的油品，油面高于罐底 6.9 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14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×10 Pa ，

问至少需要几个螺钉？

分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油 ≤ ζ螺

解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.76 150.307×10 N

ζ螺 = 39.03×10×3.14×0.014×n P油 ≤ ζ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7

至少需要7个螺钉

3．某流化床反应器上装有两个U

型管压差计，如本题附

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4. 本题附图为远距离测量控制装置，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 = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／。试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。

分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Γh 在1－1´与2－2´截面之间

P1 = P2 + ρ

水银

∵P1 = P4 ，P2 = P3

且P3 = ρ

煤油

gΓh ， P4 = ρ

水

g（H-h）+ ρ

煤油

g（Γh + h）

联立这几个方程得到 ρρ

水银

gR = ρ

水

g（H-h）+ ρ

煤油

g（Γh + h）-ρgh 带入数据

煤油

gΓh 即

水银

gR =ρgH + ρgh -ρ

水

1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³) ｈ= 0.418ｍ

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气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。以知水银面与基准面的垂直距离分别为：ｈ1﹦2.3m，ｈ2=1.2m, ｈ3=2.5m,ｈ4=1.4m。锅中水面与基准面之间的垂直距离ｈ5=3m。大气压强ｐa= 99.3×10ｐａ。

试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。

分析：首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管，本题应选取如图所示的1－1截面，再选取等压面，最后根据静力学基本原理列出方程，求解解：设1－1截面处的压强为Ｐ

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对左边的Ｕ管取ａ-ａ等压面，由静力学基本方程Ｐ0 + ρ

水

g(h5-h4) = Ｐ1 + ρ

水银

g(h3-h4) 代入数据

Ｐ0 + 1.0×10×9.81×(3-1.4) = Ｐ1 + 13.6×10×9.81×(2.5-1.4)

对右边的Ｕ管取ｂ-ｂ等压面，由静力学基本方程Ｐ1 + ρ

ａ

水

g(h3-h2) = ρ

水银

g(h1-h2) + ｐ

代入数据

Ｐ1 + 1.0×10×9.81×﹙2.5-1.2﹚= 13.6×10×9.81×﹙2.3-1.2﹚ + 99.3×10 解着两个方程得Ｐ0 = 3.64×10Pa

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㎏／ｍ ,998㎏／ｍ,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300 ｍ

ｍ，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。分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解解：由静力学基本原则，选取1－1为等压面，对于Ｕ管左边ｐ表 + ρ 对于Ｕ管右边Ｐ2 = ρ

ｐ表 =ρ =ρ

水

油

‘

g(h1+R) = Ｐ1 gR + ρ

油

水

gh2

gR + ρgR - ρ

油

gh2 -ρgR +ρ

油