《化工原理》
第一章 习题课
§1.1 流体静力学基本方程 1．何谓绝对压力、表压和真空度？它们之间有何关系？
（A）某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为____kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为____。（当地大气压为101.33 kPa）
[答：201.33 kPa，360mmHg]
解析：表压 = 绝对压强 - 大气压 ；真空度 =大气压 - 绝对压强
（B）某设备的表压强为50KPa，则它的绝对压强为____，另一设备的真空度为50KPa，则它的绝对压强为____。（当地大气压为100KPa） [答：150 kPa，50 kPa]
2．气体的密度如何计算？
（A）若外界大气压为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。[答：1.447Kg/m3]
m 解析：理想气体状态方程 PV?RT得 MPM1.2?101.325?29 ????1.447Kg/m3RT8.314?293.153．流体静力学基本方程式有几种表达形式？分别说明什么问题？静力学方程式的应用
条件？简述静力学方程式的应用其分析问题时如何确定等压面？
①
p1?gz1?p2?gz2 J/kg 总势能守恒（静压能+位能）
??②p2??p1??g(z1?z2) Pa 等压面
③p2?p0??gh Pa 巴斯噶原理（传递定律） 适用条件：重力场中静止的，连续的同一种不可压缩流体。
确定等压面：静止的联通着的同一种连续流体，处于同一水平面上各点压强相等。 （A）如图所示，容器中盛有ρ＝800kg/m3的油品，U形管中指示液为水(ρ＝1000kg/m3)，a1、a2、a3在同一水平面上，b1、b2、b3及b4也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，则各点的表压pa1=____，pa2=____，pb2=____，pb3=____，h3=____。（表压值以mmH2O表示）
[答：0，100，200，300，340，200]
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《化工原理》
解析：静力学基本方程式 pa1= pa =0 pa3= pa =0 （表压） pb2= pb1=ρg （h1+ h2）（表压） pa2 = pb2（表压）
pb3= pa2+ρ油g（h1+ h2）（表压） pb3+ρ油g h3=ρg （h1+ h2+ h3）（表压）
（B）如图所示，在两个压强不同的密闭容器A，B内充满了密度为
的液体，两容器的
的液体。试
上部与下部分别连接两支规格相同的U行管水银压差计，连接管内充满密度为
回答：
（1）pM和pN的关系；
（2）判断1-2，2-3，3-4及5-6，6-7，7-8等对应截面上的压强是否相等； （3）两压差计读数R与H的关系。
解析：（1）pM＞pN。
（2）1-2，3-4，5-6，6-7为等压面（连续的同一介质在同一水平面上）。
（3）R和H相等。 证明：
则又
则由于
所以
即 R=H
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《化工原理》
（C）用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽压，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：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。大气压强Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水蒸气的压强P0。（分别以Pa和kgf/cm2来计量）。
[答：P0=3.64×105Pa=3.71kgf/cm2 ] 解析：选取1-1’,2 -2’,3-3’等压面
2’ 2
p1= p1‘ p2= p2‘ p3= p3‘ p1= pa+ρHgg（h1- h2）
3’ 3
p1‘= p2+ρH2Og（h3- h2） p3= p2’+ρHgg（h3- h4） p3’= pO+ρH2Og（h5- h4）
1’ 1
∴ pO = pa +ρHgg（h1- h2）-ρH2Og（h3- h2） +ρHgg（h3- h4）-ρH2Og（h5- h4） （D）在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问至少需要几个螺钉？[答：至少要7个]
解析：
p??g(H?h)?960?9.81?(9.6?0.8)?82.87?103PaD2dF?p??()f?p'??()222FpD282.87?1037602n??()??()?76fp'd39.23?1014（E）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( A )
A． 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
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流体力学第一章 流体流动习题课6
