篇一：化工原理(第四版)(王志魁)习题解4
第四章 传 热
热传导
【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为0.16W/(m·℃)、厚度为300mm的绝热材料。已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。试求加热器平壁外表面温度。
解 t2?75℃, t3?30℃
计算加热器平壁外表面温度t1，??0.16W/(m?℃)
t1?t2t2?t3
? 12
??
习题4-1附图
t1?7575?3045
?t1??0.25?75?300℃ 0.250.050.050.160.16
【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=1.05W/(m·℃)，厚度
b?230mm；绝热砖层，热导率λ=0.151W/(m·℃)；普通砖层，热导率λ=0.93W/(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。若每块绝热砖厚度为230mm，试确定绝热砖层的厚度。
(2) 若普通砖层厚度为240mm，试计算普通砖层外表面温度。 解 (1)确定绝热层的厚度b2
温度分布如习题4-4附图所示。通过耐火砖层的热传导计算热流密度q。
q?
?1
b1
(t1?t2)
?
1.05
(1000?940)?274 W/m2 0.23
绝热砖层厚度b2的计算
q?
?2
b2
(t2?t3)
习题4-4附图
b2?
0.151
(940?130)?0.446 m 274
23m，取两块绝热砖的厚度为b2?0.23?2?0．46m。 每块绝热砖的厚度为0．
(2) 计算普通砖层的外侧壁温t4
先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度t3
t3?t2?
qb2
?2
?940?
274?0.46
?105.3℃
0.151
t3小于130℃，符合要求。
通过普通砖层的热传导，计算普通砖层的外侧壁温t4。
q?
t4?t3?
qb3
?3
b3
(t3?t4)
274?0.24
?34.6℃
0.93
?3
?105.3?
【4-6】某工厂用?170mm?5mm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料，第一层为厚30mm的矿渣棉，其热导率为0.065W/(m?K)；第二层为厚30mm的石棉灰，其热导率为0.21W/(m?K)。管内壁温度为300℃，保温层外表面温度为40℃。管路长50m。试求该管路的散热量。
解 ql?
2?(t1?t4)
1r21r31r4
ln?ln?ln?1r1?2r2?3r3
?
2?(300?40)
18511151145ln?ln?ln45800.065850.21115
?284 W/m
Q?qll?284?50?1.42?104W
?14.2 kW
对流传热
【4-8】冷却水在?19mm?2mm，长为2m的钢管中以1m/s的流速通过。水温由15℃升至25℃。求管壁对水的对流传热系数。
,u?1ms/ t1,?15℃ t2,?25℃ 解 d?0.015m, l?2m
水的平均温度 tm?
t1?t215?25??20℃ 22
?3
?10Pa?s，热导率λ=59.9×查得20℃时水的密度??998.2kg/m3，黏度??1.00410-2
l2
W/(m·℃)，普朗特数Pr?7.02。??133?60
d0.015
雷诺数Re?
du?
?
?
0.015?1?998.2
?1.49?104湍流 ?3
1.004?10
对流传热系数的计算，水被加热，Pr的指数n?0.4
?0.599
??0.023Re0.8Pr0.4?0.023??(1.49?104)0.8?(7.02)0.4
d
0.015
=4367 W/(m2·℃)
【4-9】空气以4m／s的流速通过?75.5mm?3.75mm的钢管，管长5m
。空气入口温度为
32℃，出口温度为68℃。(1)试计算空气与管壁间的对流传热系数。(2)如空气流速增加一倍，其他条件均不变，对流传热系数又为多少？(3)若空气从管壁得到的热量为578W，钢管内壁的平均温度为多少。
t2?68℃ 解 已知u?4m/s, d?0.068m, l?5m, t1?32℃,
(1)对流传热系数?计算 空气的平均温度tm?
32?68
?50℃ 2
查得空气在50℃时的物性数据??1.093kg/m3，
??1.96?10?5Pa?s, ??2.83?10?2W/(m?℃), cp?1.005kJ/(kg?℃)
Pr?0．698，空气被加热，Pr的指数n?0．4
雷诺数
Re?
du?
?
?
0.068?4?1.093
?1.52?104 湍流 ?5
1.96?10
l5??73.5?60 d0.068
?4
对流传热系数 ? ?0.023Re0.8Pr0．
d
2.83?10?2
??0.023??(1.52?104)0.8?(0.698)0.4?18.4 W/(m2?℃)
0.068
(2)空气流速增加一倍，对流传热系数?'为
?u'??'????
?u?
0.8
?2?
?18.4???
?1?
0.8
?32 W/(m2?℃)
(3)若空气从管壁得到的热量为578W，计算钢管内壁平均温度
（tw?tm）用式Q??A计算钢管内壁的平均温度tw。 tm?50℃ 已知空气进出口平均温度
在第(1)项中已计算出对流传热系数 ??18.4W/(m2?℃) 钢管内表面积为 A??dl???0.068?5?1.07m2 钢管内壁平均温度 tw?tw?
Q578
?50??79.4℃ ?A18.4?1.07
【4-20】有一套管式换热器，内管为?180mm?10mm的钢管，内管中有质量流量为
3000kg/h的热水，从90℃冷却到60℃。环隙中冷却水从20℃升到50℃。总传热系数
K?2000W/(m2?℃)。试求：(1)冷却水用量；(2)并流流动时的平均温度差及所需传热面积；
(3)逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。
解 (1)冷却水用量qm2计算 热水平均温度Tm?
T1?T290?60??75℃, cp1?4.191 kJ/(kg?℃) 22
冷水平均温度 tm?热量衡算
t1?t220?50
??35℃, cp2?4174 .kJ/kg(?℃ )22
qm2?4.174?103??50?20??3000?4.191?103??90?60??3.77?108 J／h
qm2?3012 kg/h
(2) 并流
热水T1?90℃?T2?60℃ 冷水
t2?20℃t?50℃
?1
?t1?70℃?t2?10℃
?tm?
70?10
?30.8℃ 70ln10
Q3.77?108/3600
??1.7 m2 传热面积 A?
K?tm2000?30.8
(3) 逆流
热水T1?90℃?T2?60℃
t2?50℃t?20℃
?1冷水
?t1?40℃?t2?40℃?tm?40℃
Q3.77?108/3600
?1.31 m2 A??传热面积
K?tm2000?40
【4-28】有一钢制套管式换热器，质量流量为2000kg/h的苯在内管中，从80℃冷却到
(m2?K)，50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃。已知苯对管壁的对流传热系数为600W／
管壁对水的对流传热系数为1000W/(m2?K)。计算总传热系数时，忽略管壁热阻，按平壁计算。试回答下列问题：(1)计算冷却水消耗量；(2)计算并流流动时所需传热面积；(3)如改变为逆流流动，其他条件相同，所需传热面积将有何变化？
解总传热系数K的计算
已知?1?600W／?m2? K?, ?2?1000W/?m2? K?
K?
?1?2600?1000
??375 W/(m2?K)
?1??2600?1000
80?50
?65℃ 2
苯 T1?80℃, T2=50℃, Tm?
cp1?1.86?103J/?kg?K?, qm1?2000kg/h
热负荷 Q?qm1cp1?T1?T2?
?
2000
?1.86?103??80?50??3.1?104 W 3600
(1) 冷却水消耗量qm2
t1?15℃，t2?35℃，tm?
15?35
?25℃ 2
cp2?4.179?103 J/?kg? K?
Q3.1?104?3600???1335 kg／h cp2(t2?t1)4.179?103?(35?15)
qm2
(2) 并流的传热面积A
?t1?T1?t1?80?15?65℃, ?t2?T2?t2?50?35?15℃
?tm?
?t1??t265?15
??34.1℃ ?t165
lnln
15?t2
Q3.1?104
A???2.42 m2
K?tm375?34.1
(3) 逆流时的传热面积A
?t1?T1?t2?80?35?45℃, ?t2?50?15?35℃
Δtm?
45?35
?40℃ 2
Q3.1?104
A???2.07 m2
K?tm375?40
逆流与并流比较，由于逆流的温度差较大，所以传热面积小了一些。
热辐射
【4-32】外径为50mm、长为10m的氧化钢管敷设在截面为200mm×200mm的红砖砌的通道内，钢管外表面温度为250℃，通道壁面温度为20℃。试计算辐射热损失。
解 钢管被红砖通道包围，角系数??1 辐射传热面积A?A1??dl???0.05?10?1.57m2 红砖通道的表面积A2?4?宽?长?4?0.2?10?8m2 查得氧化钢材表面的黑度?1?0.8，红砖的黑度?2?0.93。 总辐射系数 C1?2?
Cb5.67
??4.48 11.57?1??1A1?1??1????1??0.880.93???1A2??2?
T1?250?273?523K, T2?20?273?293K
辐射热损失为 Q1?2
??T1?4?T2?4?
??5.23?4??2.93?4??4.74?103W?4.74kW ?4.48?1?1.57??C1?2?A?????????
???100??100???
篇二：化工原理(第四版)(王志魁)习题详解
第一章 流体流动
流体的压力
【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为1.2?104Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解 标准大气压力为101.325kPa
容器A的绝对压力 pA?101.325+60?161.325 kPa 容器B的绝对压力 pB?101.325?12?89.325 kPa
【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 p进?101.3?12?89.3 kPa
出口绝对压力p出?101. 3?157?258.3 kPa 进、出口的压力差
?p?157?（?12）?157?12?169kPa 或 ?p?258. 3?89. 3?169 kPa
流体的密度
【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。
解 正庚烷的摩尔质量为100kg/kmol，正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数?1?
0.4?100
?0.369
0.4?100?0.6?114
正辛烷的质量分数?2?1?0.369?0.631
从附录四查得20℃下正庚烷的密度?1?684kg/m3，正辛烷的密度为?2?703kg/m3 混合液的密度 ?m?
1?684703
?696kg/m3
流体静力学
【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？
解 管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力p绝 在水平面1?1'处的压力平衡，有
p绝??gh?大气压力
p绝?101200?1000?9.81?2?81580 Pa（绝对压力）
(2)管子上端空间的表压 p表
p表? p绝-大气压力=81580?101200??19620 Pa
习题1-6附图
(3)管子上端空间的真空度p真
p真=-p表=-??19620??19620 Pa
(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度h'
h'?
?水h
?ccl
4
常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为?ccl?1594 kg/m3
4
h'?
1000?2
?1.25 m 1594
【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa。试求：(1)压差计读数（指示液密度为1400kg/m3）；(2)A、B两个弹簧压力表的读数。
（表压）解容器上部空间的压力p?29. 4kPa
液体密度 ??1250kg/m3，指示液密度?0?1400kg/m3 (1)压差计读数R=? 在等压面1?1'上p1?p'1
p1?p??3.2?1?h?R??gp'1?p??3.2?2?1?h??g?R?0gp??2.2?h?R??g?p??2.2?h??g?R?0g Rg??0????0
习题1-8附图
因g??0????0，故R?0
(2) pA?p??3.2?1??g?29.4?103?2.2?1250?9.81?56.4?103Pa
pB?p??3.2?2??g?29.4?103?1.2?1250?9.81?44.1?103Pa
流量与流速
【1-12】有密度为1800kg/m3的液体，在内径为60mm的管中输送到某处。若其流速为
0．8m/s，试求该液体的体积流量(m3／h)、质量流量?kg/s?与质量流速?kg/m2?s?。
?
?
??
解 (1) 体积流量qV?
?
4
d2u?
?
4
?0．062?0．8?2.26?10?3m3/s?8.14 m3／h
(2) 质量流量qm?qV??2.26?10?3?1800?4.07 kg/s (3) 质量流速?=
qm4.07
==1440 kg/(m2?s) A?0.062
4
连续性方程与伯努利方程
【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少（忽略从1到2处的压头损失）?
解 u1?0.5m/s
d1?0.2m, d2?0.1m
?d?
u2?u1?1??0.5?(2)2?2m/s
?d2?
p1
p1?p2
2
u12p2u2??? ?2?2
2
?
2u2?u1222?0.52???1.875
22
?p?p1?p2?1.875??1.875?1000?1875Pa
h?
?p1875??0.191m?191mm ?g1000?9.81
习题1-15附图
习题1-16附图
另一计算法
2
p1u12p2u2
??? ?g2g?g2g
2
p1?p2u2?u1222?0.52
h????0.191m
?g2g2?9.81
计算液柱高度时，用后一方法简便。
【1-19】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为?57mm?3.5mm。已知水u2
在管路中流动的机械能损失为?hf?45? (u为管内流速)。试求水的流量为多少m3/h。欲
2
使水的流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？
解 管径d?0.05m， u2
机械能损失?hf?45?
2
(1) 以流出口截面处水平线为基准面，
Z1?5m,Z2?0,u1?0,u2?？
22
u2u2
Z1g??45?
22
习题1-19附图
u2?
水的流量 qV?
?1.46 m/s ?
4
2
d2u?
?
4
??0.05??146.?287.?10?3
2
3
m/?10s3 .3／m h
u2?1.2u2?1.2?1.46?1.75 m/s (2) q'V??1?0.2?qV?1.2qV '
23?(1.75)2
Z'1g?23(u'2) Z'1??7.81 m
9.81
2
高位槽应升高 7.18?5?2.18 m
【1-23】 (1)温度为20℃、流量为4L/s的水，在?57mm?3.5mm的直管中流动，试判断流动类型；(2)在相同的条件
下，水改为运动黏度为4.4cm2/s的油，试判断流动类型。
解
(1)
d?0.05m, qV?4?10?3m3/s，??1.005?10?3Pa?s,??998.2kg/m3
流速 u?
qV
4
?
4?10?3
d2
4
?2.038 m/s
习题1-20附图
?(0.05)2
雷诺数Re?
du?
?
?
0.05?2.038?998.2
?1.01?105?4000为湍流 ?3
1.005?10
(2) v?4.4cm2/s?4.4?10?4 m2/s 雷诺数Re?
du0.05?2.038??232?2000为层流 v4.4?10?4
／h，在直径?57mm?3.5mm、长为100m的直管【1-28】水的温度为10℃，流量为330L
／h，试计算其中流动。此管为光滑管。(1)试计算此管路的摩擦损失；(2)若流量增加到990L
摩擦损失。
?3
解 水在10℃时的密度??999.7，光kg／m3，黏度??1.306?10Pa?s, d?0.05m, l?100m
滑管。
(1) 体积流量qV?330L/h?0.33m3／h 流速u?
qV
3600?
?d
2
0.333600?
4
4
?0.0467 m/s
2
?0.05
雷诺数 Re?
du?
?
?
0．05?0．0467?999.7
?1787层流
1.306?10?3
摩擦系数 ??
6464
??0．0358 Re1787
lu2100(0.0467)2
摩擦损失 hf???0．0358??=0．0781 J/kg
d20.052
／h (2) 体积流量 qV?990L/h?0.99 m3
因流量是原来的3倍，故流速u?0.0467?3?0.14 m/s 雷诺数Re?1787?3?5360湍流
对于光滑管，摩擦系数?用Blasius 方程式计算
??
0.31640.3164??0.037 0.25
Re(5360)0.25
也可以从摩擦系数?与雷诺数Re的关联图上光滑管曲线上查得，??0.037。
lu2100(014.2)
摩擦损失 hf??=0．037??=0．725 J/kg
d20.052
【1-29】试求下列换热器的管间隙空间的当量直径：(1)如习题1-29附图(a)所示，套管式换热器外管为?219mm?9mm，内管为?114mm?4mm；(2)如习题1-29附图(b)所示，列管式换热器外壳内径为500mm，列管为?25mm?2mm的管子174根。
习题1-29附图
m 解 (1)套管式换热器，内管外径d1?0.114m，外管内径d2?0.201.?0087.m 当量直径 de?d2?d1?0.201?0114
m，根数n?174根 (2) 列管式换热器，外壳内径d2?0.5m，换热管外径d1?0.025
?
de?4?4 当量直径
(0.5)2?174?(0.025)2
??0.0291m
?(d2?nd1)0.5?174?0.025
2(d2?nd12)
篇三：化工原理第四版王志魁 刘丽英 刘伟 编课后答案(化学工业出版社)
绪 论
【0-1】 1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。
解 水1000kg/m3?
1000
kmol/m3 18
0.05
?8.99?10?4 10000.05?
18
CO2的摩尔分数x?
【0-2】在压力为101325Pa、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压pA；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数yA、质量分数?A、浓度cA、质量浓度?A表示。
解 (1)甲醇的饱和蒸气压p?A
lgp?A?7.19736?
1574.99
p?A?16.9kPa
25?238.86
(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 yA?质量分数 ?A?浓度 cA?
16.9
?0.167
101.325
0.167?32
?0.181
0.167?32?(1?0.167)?29
pA16.9??6.82?10?3 kmol/m3 RT8.314?298
质量浓度 ?A?cAMA=6.82?10?3?32?0.218 kg/m3
【0-3】1000kg的电解液中含NaOH质量分数10%、NaCl的质量分数10%、H2O的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、
H2O48%，均为质量分数。试求：(1)水分蒸发量；(2)分离的食盐量；(3)食盐分离后的浓缩
液量。在全过程中，溶液中的NaOH量保持一定。
解 电解液1000kg浓缩液中
NaOH 1000×0.l=100kg NaOH?=0.5（质量分数） NaOH 1000×0.l=100kgNaCl?=0.02（质量分数）
H2O1000×0.8=800kgH2O?=0.48（质量分数）
在全过程中，溶液中NaOH量保持一定，为100kg
浓缩液量为100/0.5?200kg200kg浓缩液中，水的含量为200×0.48=96kg，故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl的含量为200×0.02=4kg，故分离的 NaCl量为100-4=96kg
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第一章 流体流动
流体的压力
【1-1】容器A中的气体表压为60kPa，容器B中的气体真空度为1.2?104Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解 标准大气压力为101.325kPa
容器A的绝对压力 pA?101.325+60?161.325 kPa 容器B的绝对压力 pB?101.325?12?89.325 kPa
【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 p进?101.3?12?89.3 kPa
出口绝对压力p出?101. 3?157?258.3 kPa 进、出口的压力差
?p?157?（?12）?157?12?169kPa 或 ?p?258. 3?89. 3?169 kPa
流体的密度
【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。
解 正庚烷的摩尔质量为100kg/kmol，正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数?1?
0.4?100
?0.369
0.4?100?0.6?114
正辛烷的质量分数?2?1?0.369?0.631
从附录四查得20℃下正庚烷的密度?1?684kg/m3，正辛烷的密度为?2?703kg/m3 混合液的密度 ?m?
10.3690.631
?684703
?696kg/m3
【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解 20℃时，苯的密度为879kg/m3，甲苯的密度为867kg/m3。
?.0?4混合液密度 ?m?879
386?．6780?7.1k8g /m
【1-5】有一气柜，满装时可装6000m3混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为
H2
N2
CO
CO2
CH4
0.40.20.320.07 0.01
2
操作压力的表压为5.5kPa，温度为40℃。试求：(1)混合气体在操作条件下的密度；(2)混合气体的量为多少kmol。
解 T?273?40?313K，p?101. 3?5. 5?106. 8 kPa （绝对压力）混合气体的摩尔质量
Mm?2?0.4?28?0.2?28?0.32?44?0.07?16?0.01?18.6 kg/kmol
(1)混合气体在操作条件下的密度为
pMm106.8?18.6
??0.763 kg/m3 RT8.314?313
M18.63
m/kmol (2)混合气体V?6000m3，摩尔体积为m?
?m0.763
?m?
混合气体的量为n?
V6000?0.763
??246 kmol Mm18.6
?m
流体静力学
【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？
解 管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。 (1)管子上端空间的绝对压力p绝 在水平面1?1'处的压力平衡，有
p绝??gh?大气压力
p绝?101200?1000?9.81?2?81580 Pa（绝对压力）
(2)管子上端空间的表压 p表
p表? p绝-大气压力=81580?101200??19620 Pa
习题1-6附图
(3)管子上端空间的真空度p真
p真=-p表=-??19620??19620 Pa
(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度h'
h'?
?水h ?ccl
4
常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为?ccl?1594
kg/m3
4
3
h'?
1000?2
?1.25 m 1594
【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm高的水银，再在其上面装入5cm高的水。水银的密度为13550kg/m3，当地大气压力为101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。
解 水的密度?水=998kg/m3
p?101?103??0.12?13550?0.05?998??9.81?117.4?103Pa
【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa。试求：(1)压差计读数（指示液密度为1400kg/m3）；(2)A、B两个弹簧压力表的读数。
（表压）解容器上部空间的压力p?29. 4kPa
液体密度 ??1250kg/m3，指示液密度?0?1400kg/m3 (1)压差计读数R=? 在等压面1?1'上p1?p'1
p1?p??3.2?1?h?R??gp'1?p??3.2?2?1?h??g?R?0gp??2.2?h?R??g?p??2.2?h??g?R?0g Rg??0????0
习题1-8附图
因g??0????0，故R?0
(2) pA?p??3.2?1??g?29.4?103?2.2?1250?9.81?56.4?103Pa pB?p??3.2?2??g?29.4?103?1.2?1250?9.81?44.1?103Pa
【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。若指示液读数为R?150mm，试求A、B两点的压力差。
解等压面1?1'，p1?p'1
p1?pA?H?水g
p'1?pB??0.5?H?R??水g?R?汞g
由以上三式，得
习题1-9附图
4
pA?pB?R?汞g??0.5?R??水g
已知R?0.15m，?汞?13600kg/m3，
pA?pB?0.15?13600?9.81??0.5?0.15??1000?9.81
?13.64?103Pa?13.64 kPa
【1-10】常温的水在如习题1-10附图所示的管路中流动，为测量A、B两截面间的压力差，安装了两个串联的U形管压差计，指示液为汞。测压用的连接管中充满水。两U形管的连接管中，充满空气。若测压前两U形压差计的水银液面为同一高度，试推导A、B两点的压力差?p与液柱压力汁的读数R1、R2之间的关系式。
解 设测压前两U形压差计的水银液面，距输水管中心线的距离为H。
在等压面2?2'处
R???R?R2?
p2?pA??H?1??水g?R1?汞g??1
??气g 22????R?
p'2?pB??H?2
2?
?
??水g?R2?汞g ?
习题1-10附图
因p2?p'2，由上两式求得 ???气??
pA?pB?(R1?R2)??汞?水?g
2??
因?气???水
pA?pB??R1?R2???汞-故
??
?水?
?g
2?
【1-11】力了排除煤气管中的少量积水，用如习题1-11附图所示水封设备，使水由煤气管路上的垂直管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试计算水封管插入液面下的深度h最小应为若干米。
p10?130
?1.0m2 解h?
?g100?0.981
流量与流速
习题1-11附图
【1-12】有密度为1800kg/m3的液体，在内径为60mm的管中输送到某处。若其流速为
0．8m/s，试求该液体的体积流量(m3／h)、质量流量?kg/s?与质量流速?kg/m2?s?。
?
?
??
解 (1) 体积流量qV?
?
4
d2u?
?
4
?0．062?0．8?2.26?10?3m3/s?8.14 m3／h
(2) 质量流量qm?qV??2.26?10?3?1800?4.07
kg/s
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