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化工原理作业详细答案
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3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= 85.3?103?20?103Pa?65.3kPa （2）真空表读数
真空度=大气压-绝压=101.33?103?65.3?103Pa?36.03kPa
????
5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1=500 mm，R2=80 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=100 mm。试求A、B两点的表压力。 解：（1）A点的压力
pA??水gR3??汞gR2??1000?9.81?0.1?13600?9.81?0.08?Pa?1.165?104Pa（表） （2）B点的压力
pB?pA??汞gR1 ?4
?1.165?10?13600?9.81?0.5Pa?7.836?10Pa（表）?413．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133?105 Pa。流体密度为800 kg/m3。精馏塔进口处的塔内压力为1.21?105 Pa，进料口高于储罐内的液面8 m，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm，进料量为20 m3/h。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg，求泵的有效功率。
解：在截面A-A?和截面B-B?之间列柏努利方程式，得
p12u12p2u2??gZ1?We???gZ2??hf ?2?2p1?1.0133?105Pa；p2?1.21?105Pa；Z2?Z1?8.0m；u1?0；u2??hf?70Jkg
203600VV??ms?1.966msAπ23.142d??0.068?2?0.004?443 / 12
We?p2?p1?2u2?u12??g?Z2?Z1???hf
2??1.21?1.0133??1051.9662?We????9.8?8.0?70?Jkg8002?? ??2.46?1.93?78.4?70?Jkg?175JkgNe?wsWe?203600?800?173W?768.9W
19．用泵将2×104 kg/h的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持25.9×103 Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为?76 mm×4 mm的钢管，总长为35 m，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073 kg/m3，黏度为6.3?10-4 Pa?s。管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm。）
，，，
解：在反应器液面1-1与管路出口内侧截面2-2间列机械能衡算方程，以截面1-1为基准水平面，得
22 gz1?ub1?p1?We?gz2?ub2?p2??hf （1）
2?2?式中 z1=0，z2=17 m，ub1≈0 ub2?w?4 p1=-25.9×103 Pa (表)，p2=0 (表) 将以上数据代入式（1），并整理得
2 We?g(z2?z1)?ub2?p2?p1??hf
2?d2?2?104?ms?1.43ms 3600?0.785?0.0682?10731.43225.9?103 =9.81×17+++
21073?h=192.0+?h
ff其中
?h=（?+
fL??Ledub22+??）
20.068?1.43?1073 Re?dub?==1.656×105 ?30.63?10? ed?0.0044
根据Re与e/d值，查得λ=0.03，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为
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