【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=100kg NaCl ?=0.02（质量分数） H2O 1000×0.8=800kg H2O ?=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?200kg 200kg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
【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
【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 ?ccl4常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为?ccl?1594 kg/m3
4【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??水g?R2?汞g
2??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?【1-13】如习题1-13附图所示的套管式换热器，其内管为?33.5mm?3.25mm，外管为?60mm?3.5mm。内管中有密度为1150kg/m3、流量为5000kg/h的冷冻盐水流动。内、外管之间的环隙有绝对压力为0．5MPa，进、出口平均温度为0℃，流量为160kg/h的气体流动。在标准状态下(0℃，101.325kPa)，气体的密度为1.2kg/m3。试求气体和盐水的流速。
3kg /m解 液体 ??1150
内管内径 d内?33.5?3.25?2?27mm?0.027 m 液体质量流量 qm?5000kg/h ，体积流量 qV?50003m／h 1150流速 u液?qV?4?2内5000/11503600?d?4?2.11 m/s
2?0.027气体质量流量 qm?160 kg/h
0.5?106密度 ?气?1.2??5.92kg/m3
101325体积流量 qV?流速 u气?1603m／h 5.92160/5.923600??4?0.0532?0.03352??5.67 m/s
习题1-13附图 习题1-14附图
【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?2p1p1?p222u1p2u2??? ?2?2?22u2?u122?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
2p1u12p2u2 ????g2g?g2g2p1?p2u2?u1222?0.52h????0.191m
?g2g2?9.81计算液柱高度时，用后一方法简便。
【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为
?57mm?3.5mm。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa。而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m水柱，试求水的流量为多少m3/h?
解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa（表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h
30.4?103h???3.1m
?g103?9.81p表阀门开启后，压力表读数 p2?20.3kPa（表压） 从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速u2
2p2u2 Z1?++?Hf
?g2g
Z1?h?3.1m,?Hf?0.5m水柱
2u220.3?1033.1?3??0.5
10?9.812?9.81习题1-17附图
u2?3.23m/sd?0.05m
水的流量
qV??4d2u2??4?0.052?3.23?6.34?10?3m3/s?22.8 m3/h
【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
解 (1)套管式换热器，内管外径d1?0.114m，外管内径d2?0.201m 当量直径 de?d2?d1?0.201?0114.?0087.m
(2) 列管式换热器，外壳内径d2?0.5m，换热管外径d1?0.025m，根数n?174根