.
化工单元操作与控制
课后习题答案
高职高专规划教材
苏州健雄职业技术学院
医药科技学院
杨成德 顾准 顾晓吴主编
2018.02.28
项目一 输送系统的操作与设计
1．
根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设备中气体
的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和998 kg/m3，压差计的读数R＝300mm。
1 h1 2
两扩大室的内径D为60mm，U管的内径d为6mm。
习题1 附图
解：已知d=6mm, D=60mm, R=300mm=0.3m, ?水=998kg/m3, ?液=920kg/m3。由U型管压力计可知，右边的液面较左面的液面高度差为
R??d21300???621h??2???0.003m?3mm
4?D/44??602/4?P???水??油?gR??油gh??998?920??9.81?0.3?920?9.81?0.003?256.6Pa(表压) 2．
为了排出煤气管中的少量积水，用附图所
示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试求水封管插入液面下的深度h。
解：已知P=10Kpa，?=998kg/m3，由公式P??gh可知：
h?P/?g?10?103/(998?9.8)?1.02m
习题2 附图
.
3． 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/m3，体积流量为9m3/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：知Vs=9m3/h, ?=1831 kg/m3, d1=76mm-4mm?2=68mm=0.068m,
d2=57mm-3.5mm?2=50mm=0.05m, 故可得 (1) ms1?ms2?Vs???9?1831?16479kg/h?4.58kg/s (2)us1?us2?Vs9??2479.4m/h?0.689m/s 2?d1/43.14?0.0682/4Vs9??4583.7m/h?1.27m/s 22?d2/43.14?0.05/4ms1m4.58?2s1??1261.8kg/(m2?s) 2A1?d1/43.14?0.068/4ms2m4.58?2s2??2333.8kg/(m2?s) 2A2?d2/43.14?0.05/4(3)G1?G2?4．
在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103
Pa，在北京操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103 Pa。
解：已知P01=85.3?103Pa，P02=101.33?103Pa，P真1=80?103Pa；所以
333P01?P01?P真1?P绝?P绝?P真1?85.3?10-80?10?5.3?10Pa
P真2?P02?P绝?101.33?103-5.3?103?96.03?103Pa
.
5． 某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O（真空度）和1.6at
（表压）。若当地大气压为760mmHg，求此设备进、出口的压强差。（用SI制表示）
解：已知P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h真=1200mm=1.2m，
P表=1.6at=1.6?101.33?103=162.13?103Pa; ?=103kg/m3。
33P1?P0??gh真?101.33?10?1000?9.8?1200?89.57?10Pa?89.57kPa
P2?P0?P表?101.33?103?162.13?103?263.46?103Pa?263.46kPa?P?263.46?103?89.57?103?173.88?103Pa?173.88kPa
6． 敞口容器内装有3.5m深的油，该油的密度为920kg/m3，求容
器底部的压力?
解：已知P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h =3.5m，?=920kg/m3，故
P?P0??gh?101.33?103?920?9.8?3.5?132.88?103Pa?132.88kPa
题7 附图
7． 用附图所示的U形管压差计测量管道A点的压强，U形管压
P1 P2 P3
差计与管道的连
接导管中充满水。压差计内指示液为汞，读数R=120mm，当地大气压为101.3kPa。 试求A点的绝对压强。
解：已知 P0=101.33kPa=101.33?103Pa, h =3.5m， ?水=1000kg/m3，
?汞=13600kg/m3， R=120mm=0.12m， h1=1.2-R=1.2-0.12=1.08m。
由图可知，
PA?P1??水gh1 P1?P2?P3?P0??汞gR
.
?PA?P0??水gh1??汞gR?101.33?103?1000?9.8?1.08?13600?9.8?0.12阿 ?1279?103Pa?1279kPa8． 如附图所示，用一倒U形管压差计测定
输水管AB两点间的压差，指示剂为空气，读数为300mm，试计算A、B两点的压差为多少？
习题8附图
解：已知?水=1000kg/m3，R=300mm=0.3m，
?P???水??空?gR??水gR?1000?9.8?0.3?2.94?103Pa
9． 如附图所示，用U形管压差计测量密封容器中液体上方的压
力。已知液体的密度为1000kg/m3，压差计内指示液为汞，h=3m，h1=1.3m，h2=1m，当地大气压为101.3kPa。求液面上方的表压和绝压各为多少？
解：已知?水=1000 kg/m3，?汞=13600 kg/m3，h1=1.3m，h2=1m，h=3m，P0=101.3kPa=101.3?103Pa； 由图可知P1?P2
P2?P0??液g?h1-h2? 1?P??水g?h-h2? P?P?P0??汞g?h1-h2???水g?h-h2??101.3?10?13600?9.8?(1.3?1)?1000?9.8?(3?1)
3P1
P2
?121.7?10Pa3
习题9附图
10． 如图所示的混合式蒸汽冷凝器中，器内真空度为82kPa， 求大气腿内的水柱高度H为多少米？
解：已知?=1000kg/m3，P真=82kPa=82?103Pa； 由图可得，?P?P0?(P0?P真)?P真
?h??P/?g?82?103/(1000?9.8)?8.37m
习题10附图
.
化工单元操作与控制(杨成德)习题答案解答项目一WORD
