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石油化学工程原理课后习题答案解析

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石油化学工程原理课后答案

第一章 流体流动

1-1 已知油品的相对密度(即比重)为0.9,试求其密度和比容。 解:

t???水d4?1000?0.9?900kgm3

1??0.00111m3kg ???900

1-2 若将90kg密度为830kg混合油的密度。

解:混合后各油品的重量百分比: xW11m3的油品与

60kg密度为

710kgm3的油品混合,试求

9060?0.6 xW2??0.4

60?9060?90xx1?W1?W2 得: ?m?1?2??1?xW!xW2? ?m?????????12?

?0.60.4?????830710???1?777.4kgm3

1-3 氢和氮混合气体中,氢的体积分率为0.75。求此混合气体在400K和密度。

解:混合气体平均分子量:

5MNm2的

Mm?M1y1?M2y2?2.016?0.75?28.02?0.25?8.517 gmol

PMm5?106?8.517?10?3 ?m???12.805 kgm3

RT8.314?400

1-4 如题图所示,用U形管压差计测定气体反应器进。出口处的压力,测得

R1?750mm,

R2?800mm,试求此反应器底部

B处的表压和绝压为多少气压力

A和顶部

Nm2。当地大

Pa?1atm。

解:A处的表压:

pA??CCl4gR2

??1594?9.81?0.8 ??1.251?104Pa A处的绝压:

pA?pA?表压??pa

??1.251?104?101.3?103 ?8.875?104Pa A、B处的压差:

?p?pA?pB??H2OgR1?1000?9.81?0.75 ?7.3575?103Pa

则B处的表压:

pB?pA??p??1.251?104?7.3575?103??1.987?104Pa

pB??1.987?104?1.013?105?8.143?104Pa

B处的绝压:

1-5 用U形管压差计测定气体管路中某两点的压力差,压差计中的指示液为水,其密度为1000kgm3,压差计读数为

500mm。试计算两点的压力差为多少

kNm2。

解:

?P??gR?1000?9.81?0.5?4.905kNm2

1-6 为了放大所测气体压差的读数采用如图1-10所示的斜管压差计,??20o。若压差计内装密度为840kgm3p1?p2,分别用

SI单位和工程

的95%乙醇溶液,压差计读数R’为29mm。试计算压力差单位表示。

解:?P?p1?p2??gR sin? ?840?9.81?0.029?sin20 =81.733Nm?8.332?10kgfcm

1-7 密度为

2?42

910kgm3的原油经过直径为?108?4mm的钢管流动,流速为0.85ms,

试求原油的体积流量解:已知

m3h、质量流量kgh和质量流速kgm2?S??。

??910kgm3 u?0.85ms

2A??4d??4?0.12?7.854?10?3 m2

V W

?uA?0.85?7.854?10?3?6.676?10?3m3s?24.033m3h ?V??24.03?910?2.187?104 kgh

G?u??0.85?910?773.5 kgm2?S??

1-8 比重为1.83的硫酸经由直径为?76?4mm和?57?3.5mm的管子串联管路,体积流量为150L解:Vmin。试分别求硫酸在两种直径管中的质量流量、流速和质量流速。

?V1?V2?150Lmin?2.5?10?3m3S?9m3h

A1?A2??42d1?2?4?0.0682?3.632?10?3 m2 ?0.0502?1.963?10?3 m2

?4d2??4 W1?W2?V??2.5?10?3?1830?4.575kgS?1.647?104kgh

V12.5?10?3 u1???0.6883ms?2478mh

?3A13.632?10V22.5?10?3 u2???1.274ms?4586mh

?3A21.963?10

1-9 如题图所示,从容器A用泵B将密度为

G1?u1??0.6883?1830?1260kgm2?s?4.536?106kgm2?hG22262???u??1.2736?1830?2331kg?m?s??8.392?10?? kg?m?h?

890kgm3油品输送到塔

C顶部。容器内与塔顶

的表压力如题图所示。管子规格为?114?油品的输送量为

4mm。

5.4?104kgh,输送管路的全部

能量损失为122J解

kg,试求泵的有效功率。

5.4?104?4u2??1.910mS

2890?3600???0.106 以容器A的液面为截面1,以塔C为截面2 在1-2截面间列柏努利方程:

Z1g?2u12?p1??We?Z2g?u222?p2???hf

1.91022160?103??122 2.1?9.81?0?0?We?36?9.81?2890

得:We

?2.8833?103 Jkg

Ne?WeW?2.8833?103?5.4?104 ?1.557?10Jh?4.325?10JS?43.25kW84

1-10 如题图所示,从敞口高位槽向精馏塔加料,高位槽液面维持不变,塔进料口处的压力为(表压)。原料液的密度为

0.4kgfcm2890kgm3,管子直径

?60?3mm,从高位槽至塔的进料口处的阻力损失为22Jkg。试问要维持14m3h的加料量,高位槽中

的液面须高出塔的进料口多少米? 解:管内流体的流速:

14?4 u??1.698ms

23600???0.054 以高位槽的液面为截面1,以进料管入口为截面2 在1-2截面间列柏努利方程:

Z1g?2u12?p1??Z2g?u222?p2???hf

1.69820.40?9.807?104??22 Zg?0?0?0?2890 得:Z?6.883m

1-11 如题图所示为一由敞口高位槽的稳定供水系统,管径为?57?3.5mm。已知从高

u2位槽液面至管出口处的能量损失为?hf?452

(u为管内流速

m/s)。试求水的流

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