题目
某设备进口的真空度为 12(kPa),出口的表压为 157(kPa),当地大气压力为 101.3(kPa)。试求此设备进、出口的绝对压力及出口和进口的压力差各为多少((Pa))。
某设备进口的真空度为 $12\text{kPa}$,出口的表压为 $157\text{kPa}$,当地大气压力为 $101.3\text{kPa}$。试求此设备进、出口的绝对压力及出口和进口的压力差各为多少($\text{Pa}$)。
题目解答
答案
根据题意:
1. 进口绝对压力:$ p_{\text{进口}} = p_a - p_v = 101.3 - 12 = 89.3 \, \text{kPa} $。
2. 出口绝对压力:$ p_{\text{出口}} = p_a + p_g = 101.3 + 157 = 258.3 \, \text{kPa} $。
3. 压力差:$ \Delta p = p_{\text{出口}} - p_{\text{进口}} = 258.3 - 89.3 = 169 \, \text{kPa} = 169,000 \, \text{Pa} $。
最终结果:
- 进口绝对压力:$ 89.3 \, \text{kPa} $。
- 出口绝对压力:$ 258.3 \, \text{kPa} $。
- 压力差:$ 169,000 \, \text{Pa} $。
解析
考查要点:本题主要考查绝对压力、表压、真空度之间的关系,以及单位换算能力。
解题核心思路:
- 明确压力类型关系:绝对压力 = 大气压 + 表压(正压时);绝对压力 = 大气压 - 真空度(负压时)。
- 压力差计算:出口与进口的绝对压力之差。
- 单位换算:将结果从kPa转换为Pa。
破题关键点:
- 区分真空度与表压的计算方向:真空度对应绝对压力低于大气压,需用减法;表压对应绝对压力高于大气压,需用加法。
- 最终结果需统一单位:题目要求答案以Pa为单位,需注意换算。
进口绝对压力计算
根据真空度定义:
绝对压力 = 大气压 - 真空度
代入数据:
$p_{\text{进口}} = 101.3 \, \text{kPa} - 12 \, \text{kPa} = 89.3 \, \text{kPa}$
出口绝对压力计算
根据表压定义:
绝对压力 = 大气压 + 表压
代入数据:
$p_{\text{出口}} = 101.3 \, \text{kPa} + 157 \, \text{kPa} = 258.3 \, \text{kPa}$
压力差计算
出口与进口的绝对压力差:
$\Delta p = p_{\text{出口}} - p_{\text{进口}} = 258.3 \, \text{kPa} - 89.3 \, \text{kPa} = 169 \, \text{kPa}$
单位换算:
$169 \, \text{kPa} = 169 \times 1000 \, \text{Pa} = 169,000 \, \text{Pa}$