石油化学工程原理课后习题答案.doc

石油化学工程原理课后习题答案.doc

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1、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:1-2若将90kg密度为的油品与60kg密度为的油品混合,试求混合油的密度。解:混合后各油品的重量百分比:由得: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和的密度。解:混合气体平均分子量: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,,试求此反应器底部A和顶部B处的表压和绝压为多少。当地大气压力。解:A处的表压:A处的绝压:A、B处的压差:则B处的表压:B处

2、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,压差计读数为500mm。试计算两点的压力差为多少。解: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,。若压差计内装密度为的95%乙醇溶液,压差计读数R’为29mm。试计算压力差,分别用SI单位和工程单位表示。1-7密度为的原油经过直径为的钢管流动,流速为,试求原油的体积流量、质量流量和质量流速。解:已知1-8比重为1.83的硫酸经由直径为和的管子串联管路,体积流量为。试分别求硫酸在两种直径管中的质量流量

3、、流速和质量流速。解:1-9如题图所示,从容器A用泵B将密度为油品输送到塔C顶部。容器内与塔顶的表压力如题图所示。管子规格为。油品的输送量为,输送管路的全部能量损失为,试求泵的有效功率。解:管内流体的流速: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:得: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,管子直径,从高位槽至塔的进料口处的阻力损失为。试问要维持的加料量,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:以高位

4、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:得: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。已知从高位槽液面至管出口处的能量损失为(u为管内流速)。试求水的流量为多少?欲使水量增加20%,应将高位槽水面升高多少米?解:以高位槽的液面为截面1,管出口为截面2在1-2截面间列柏努利方程:得:若使水量增大20%,则在1-2截面间列柏努利方程:得:即需要将高位槽水面升高至10.64m。1-12如图所示,一油水分离器中的油水分界面借助于Π形管来维持和调节,有关尺寸如附图所示。油的密度为

5、,水的密度为。试计算:⑴如阀1和阀2均全关闭时,油水分界面高度H为多少米?(忽略Π形管中的阻力损失)⑵如打开阀2时,H为多少米?(忽略Π形管中的阻力损失)⑶如水在Π形管中的流动阻力损失时,重新计算⑴和⑵的内容。解:⑴当阀1和阀2均全关闭时,以油水界面为截面1,以Π形管管顶为截面2。在1-2截面间列柏努利方程:式中:,(表压),,(表压),,代入式中:整理得:得:⑵打开阀2而不考虑阻力损失,以油水界面为截面1,以阀2为截面位。在1-3截面间列柏努利方程:式中:,(表压),,(表压),,代入式中:整理得:得:⑶若考

6、虑阻力损失:在⑴中阀1、2关闭时:得:在⑵中阀2打开时:得:1-1325℃的水以的流量在直径为的钢管中流动,试判断其流动型态。如换成密度为、粘度为387cP的油品以同样的流量流动,试判断其流动型态。解:25℃的水的,油品:1-14述所述的输送管路,管中的流量达到多少时,水由层流开始向湍流流动?如油品保持层流流动,其管中的最大流速为多少?解:对于水:由层流时得:对于油品:由层流时得:1-15水在的水平钢管中流动,温度为20℃,管长100m,水的质量流量为。求直管阻力损失为多少?分别以、和表示。(管壁绝对粗糙度取)

7、解:20℃水的物性:,由查图1-28得:则1-16有一热交换器,外壳内径为300mm,内装有60根直径为的光滑管组成的管束。空气以的流量在管外平行流过,空气的平均温度为30℃,换热器长度为4m。试估算空气通过换热器时的压力降,以和表示。解:30℃空气的物性:,以光滑管形式来确定λ:则1-17用泵将密度为、粘度为80cP的燃料油通过直径为的钢管输送到油罐。管路的直径长度为520m,管路上有两个全开闸阀,6个90°标准弯头,油从油罐的侧面进入。当燃料油的流量为时,整个管路的能量损失和压力降为多少?解:管件的阻力系数

8、:入口,出口全开闸阀,90°标准弯头1-18如题图所示由高位槽通过管径的钢管(绝对粗糙度)向用户供水。水的温度为20℃,流量为。管线的直管长度为35m,管路上有一个全开闸阀,2个90°标准弯头。试求整个输送管路的压力损失和压力降。解:20℃水的物性:由查图1-28得管件的局部阻力系数:入口,出口全开闸阀,90°标准弯头1-19如题图所示为一输油管路。已知管路为的钢管,A、B间的直管长度

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