化工原理习题

177、某液体组成为xA＝0.6、xB＝0.4，试在三角相图中表示出该点的座标位置。 A

A F?

B

B

178、某液体组成为xA＝0.6、xB＝0.4，若在其中加入与原料液等量的萃取剂S，此时座标点位置在何处(在座标图中标明)。

A

A

F?

? M

B B

179、某液体组成为xA＝0.6、xB ＝0.4，若在其中加入与原料液等量的萃取剂S，写出混合后的组成：xA=（ 0.3 ）、xB =（ 0.2 ）、 xS =（ 0.5 ）。

A A

F? ? M B

B

180、现有含A组分30％（质量％）的A＋B混合物，用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。采用单级萃取器时（理论级），萃取液中A组分最大浓度可达（ 55％ ）。 E?max

181、现有含A组分30％（质量％）的A＋B混合物，用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。采用单级萃取器（理论级），当萃取液中A组分为最大浓度时，溶剂用量为（ S＝（MF／MS）?F）。(用线段比及符号注明即可) E?max

E F M R

182、现有含A组分30％（质量％）的A＋B混合物，用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。采用单级萃取器（理论级），当萃取液中A组分为最大浓度时，在图上标出相应萃取相E的座标点位置。

E?max

E

1

183、现有含A组分30％（质量％）的A＋B、混合物，用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。采用单级萃取器（理论级），当萃取液中A组分为最大浓度时，在图上标出相应萃余相R的座标点位置。

E?max

E

R

184、现有含A组分30％（质量％）的A＋B混合物，用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。采用单级萃取器（理论级），当萃取液中A组分为最大浓度时，在图上标出相应三元混合物M的座标点位置。

E?max

E

F M R

2

6、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2’的流速是否相等？

答：三种情况中，下游截面2-2’的流速相等。

7、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2’的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？

答：三种情况中，下游截面2-2’的压强不相等，其中（a）的压强最大，（c）的压强最小。这是因为（c）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低。

2、在附图所示的储油罐中盛有密度为960 取

3

kg／m 的油品。油面高于罐底9.6 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm圆孔，其中心距罐底800 mm，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为

6

39.23×10Pa，问：至少需要几个螺钉？ 解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为p，则p就是管内液体作用与孔盖上的平均压强。由流体静力学基本方程式知p?pa??gh作用在孔盖外侧的是大气压强 pa，故孔盖内外两侧所受压强差为：

?p?p?pa?pa??gh?pa??gh ?p?960?9.81?9.6?0.8??8.29?104N/m2

?d2? 作用在孔盖上的静压力为 P??p??8.29?104??0.762?3.76?104N

44? 每个螺钉能承受的力为 400?9.81?104??0.0142?6.04?103N

443

螺钉的个数＝3.76×10／6.04×10 = 6.23 个

3

即至少需要7个螺钉。

3、根据本题附图所示的微差压差计的读数， 计算管路中气体的表压强p。压差计中以油和

3

水为指示液，其密度分别为920 kg/m 及998

3

kg/m，U管中油、水交界面高度差R = 300mm。两扩大室的内径D均为60 mm，U管内径d为6 mm。当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。

解：当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差

?? Δh与微差压差计读数R的关系为 D2?h?d2R

44?d??6? 当压差计读数R = 300 mm时，两扩大室液面差为 ?h?R???0.3???0.003m

?D??60?22 则管路中气体的表压强为

2

p＝（998－920）×9.81×0.3＋920×9.81×0.003＝257 N／m（表压）

6、用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50 m，管路全部能量损失为20

3

J／kg，流量为36 m／h，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水

3

的密度取为1000 kg／m）

解：设水池液面为1-1’截面，高位槽液面为2-2’，以水池液面为基准水平面，在

2u1p1u2p??we?gZ2?2?2??hf 两截面间列柏努利方程式。 gZ1?2?2? Z1＝0，Z2＝50 m，u1≈0，u2≈0，P1＝P2＝0（表压），Σhf＝20 J／kg

∴ we＝9.81×50＋20＝510.5 J／kg

水的质量流率 ws＝36×1000／3600＝10 kg／s 有效功率 Ne＝we〃ws＝510.5×10＝5105 W 轴功率 N＝5105／0.6＝8508.3 W 7、高位槽内的水面高于地面8 m，水从Φ108×4mm的管道中流出。管路出口高于地面2m。在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可

2

按Σhf＝6.5u计算(不包括出口的能量损失)，

A?

4

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