化工原理(上)课后习题解答-天大柴诚敬主编(4)

大学课后习题答案 配合普通高等教育“十五”国际级规划教材化工原理(上册) 天津大学化工学院 柴诚敬主编 高等教育出版社

第一章 流体流动

流体的重要性质

1．某气柜的容积为6 000 m3，若气柜内的表压力为5.5 kPa，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H2 40%、 N2 20%、CO 32%、CO2 7%、CH4 1%，大气压力为 101.3 kPa，试计算气柜满载时各组分的质量。

解：气柜满载时各气体的总摩尔数

nt

pV 101.3 5.5 1000.0 6000

mol 246245.4mol RT8.314 313

各组分的质量：

mH2 40%nt MH2 40% 246245.4 2kg 197kg mN2 20%nt MN2 20% 246245.4 28kg 1378.97kg mCO 32%nt MCO 32% 246245.4 28kg 2206.36kg

mCO2 7%nt MCO2 7% 246245.4 44kg 758.44kg mCH4 1%nt MCH4 1% 246245.4 16kg 39.4kg

2．若将密度为830 kg/ m3的油与密度为710 kg/ m3的油各60 kg混在一起，试求混合油

的密度。设混合油为理想溶液。

解： mt m1 m2 60 60 kg 120kg

Vt V1 V2

m1

1

m2

6060 33

m 0.157m 2 8307101

m

mt12033

kgm 764.33kgm Vt0.157

流体静力学

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

4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm的孔，其中心距罐底1000 mm，孔盖用14 mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa）？

解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm处的流体压力为

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