化工原理習(xí)題

1、 1緒論 緒論 補(bǔ)充題 1：一罐內(nèi)盛有 20t 重油，溫度為 293.15K。用外循環(huán)進(jìn)行加熱，如圖，重油循環(huán)量 W 為 8t/h。循環(huán)的重油在換熱器中用水蒸汽加熱，其在換熱器出口溫度 T3 恒為 373.15K，罐內(nèi)的油均勻混合，問罐內(nèi)的油從 T1=293.15K 加熱到 T2=353.15K 需要多少時(shí)間。假設(shè)罐與外界絕熱。 解： 罐內(nèi)油的溫度隨時(shí)間變化，所以是一非穩(wěn)態(tài)的加熱過程，由于罐內(nèi)油均勻混合，從罐內(nèi)排出的油溫與罐內(nèi)油的溫度

2、相同，其在某一時(shí)間為 T。 8t，CP 373.15K 8t，T，CP 373.15K20t CP，T 換熱器以罐為系統(tǒng)（虛線框）進(jìn)行熱量衡算，以 dt 為時(shí)間內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)及系統(tǒng)內(nèi)積累的熱量分別為： t 時(shí)刻，溫度為 T； （t+dt）時(shí)刻，溫度升高為（T+dT） 輸入系統(tǒng)的重油的焓為 ' P WC T dt （ ' 373.15 T K = ） 輸出系統(tǒng)的重油的焓為： P WC Tdt 系統(tǒng)內(nèi)積累的焓為： P GC d

3、T 其中， P C 為重油的平均等壓比熱容 列熱量衡算式： ' P P P WC T dt WC Tdt GC dT = + 。即 'G dT dt W T T = ? ?積分條件， 1 2 0, 293.15 ; ( ), 353.15 t T T K t T T K θ = = = = = = 待求353.150 293.15 208 373.15dT dt Tθ = ? ∫ ∫20 373.15 293.15 l

4、n 3.47 8 373.15 353.15 h θ ? = ? = ?^_^------3雙液柱壓差計(jì) 雙液柱壓差計(jì) 解：A、B 是等壓面， A B P P =1 1 A P P gh ρ = +2 2 1 ( ) B P P gR g h R g h ρ ρ ρ = + + ? + ? 1 2 2 1 1 ( ) P P gR g h ρ ρ ρ ? = ? + ? R 高的液柱由左側(cè)到右側(cè)。 2 2 1 1 ( ) ( ) 4

5、 4 R d h D π π ? = ? ? ，22 ( ) d h R D ? = ? ，代入得， 21 2 2 1 1 2 ( ) ( ) d P P gR gR D ρ ρ ρ ? = ? +實(shí)際壓差， 1 2 285.1 P P Pa ? =若不考慮 h ? ， 1 2 1 2 ( )' ( ) 282.24 P P gR Pa ρ ρ ? = ? ? = ， 相對(duì)誤差 1.0%。 4、有一敞口容器盛有 90℃的水，水

6、深 2m，大氣壓為 101.3kPa。若使容器向下做加速運(yùn)動(dòng)，則： （1）當(dāng)加速度 2 4.9 / a m s = 時(shí)，容器底部的壓力為多少？（2）要想使容器底部產(chǎn)生氣泡，則加速度為多大？ 解： 加速運(yùn)動(dòng) （1） F m a = ?( ) a F P A gh A P A ρ = ? + ? ? ? 重力( ) m hA ρ = ?110.2 P kPa = （查 90℃水的密度） （2）產(chǎn)生氣泡，即容器底部的壓力為該溫度下水的飽和蒸汽