化工原理化學(xué)系第09講

1、第09講 習(xí)題與單元測(cè)驗(yàn)一. 本章小結(jié)二. 習(xí)題三. 單元測(cè)驗(yàn)1. 單位換算2. 流體靜力學(xué)原理2.1 壓力的表示方法：絕壓、表壓、真空度2.2 流體靜力學(xué)方程：表述、應(yīng)用3. 流體流動(dòng)3.1 流動(dòng)形態(tài)的分類：層流、過(guò)渡流、湍流3.3 圓管中流體流速的分布、平均流速3.2 牛頓粘性定律一. 本章小結(jié)4.1 伯努利方程的表示方法4.2 伯努利方程的解題步驟5.1 管路流動(dòng)阻力的確定：層流、湍流摩擦因子的確定 5. 管路計(jì)算5.2 并聯(lián)管路和分支管路的特點(diǎn)及其應(yīng)用4. 伯努利方程6. 流量測(cè)量一. 本章小結(jié)1. 牛頓粘性定律2. 雷諾數(shù)3. 4. 本章需要掌握的公式：5.層流時(shí)的摩擦因數(shù)6.湍流時(shí)

2、的摩擦因數(shù)7.孔板流量計(jì)孔口流速本章需要掌握的公式：1. 如圖，U形壓差計(jì)R表示：_。 (A) A、B間的阻力損失 (B) A、B間的壓強(qiáng)差 (C) A、B間的位頭差加阻力損失 (D) A、B間位頭差12解：U形壓差計(jì)選擇等壓面12，有：從兩測(cè)壓點(diǎn)A、B分別求等壓面壓力，有：(1)二. 習(xí)題選等壓面為位能零點(diǎn)，在兩測(cè)壓點(diǎn)A、B間列Bornoulli eq，有：he=0, 由于管徑不變，u1u2u注意：沿流動(dòng)方向列方程！12(2)由式（1）、（2），有：2. 如圖所示,用U形壓差計(jì)與管道A、B兩點(diǎn)相連。已知各圖中管徑、A、B間的管長(zhǎng)L及管道中流體流量均相同,管內(nèi)流體均為20水,指示液均為汞,則_

3、。 A R1R2 , R1 = R2 = R4 B R1 = R2 = R3 = R4 C R1 = R2 R3 R4 D R1R2R3R43. 如圖表明,管中的水處于_。 A 靜止 B 向上流動(dòng) C 向下流動(dòng) D 不一定 采用兩點(diǎn)的機(jī)械能比較：AB動(dòng)能AB位能AB靜壓能A=B總機(jī)械能AB4. 圖示為一異徑管段，從A段流向B段，所表示的R值大小反映_。A)A、B兩截面間壓差值 B)A-B截面間流動(dòng)壓降損失C)A、B兩截面間動(dòng)壓頭變化 D)突然擴(kuò)大或突然縮小流動(dòng)損失5. 下圖中高位槽液面保持恒定,液體以一定流量流經(jīng)管路,ab與cd兩段長(zhǎng)度相等,管徑與管壁粗糙度相同,則:(1) ab與cd兩段靜壓

4、差_。 A Pab Pcd B Pab = Pcd C Pab Pcd D 不定(2) R1值表示_。 A ab段的壓差值 B ab段位能變化 C ab段流動(dòng)能量損失 D ab段壓差值及流動(dòng)能量損失6. 填空液體的粘度隨溫度升高而 ，氣體的粘度隨溫度的升高而 ?？諝庠趦?nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動(dòng)，若氣體質(zhì)量流量一定，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，Re值將 ；在測(cè)速管中，測(cè)壓孔正對(duì)水流方向的測(cè)壓管液位代表 ，液體流過(guò)測(cè)速管側(cè)壁小孔的測(cè)壓管液位代表 。在流體阻力實(shí)驗(yàn)中，以水做工作介質(zhì)所測(cè)得的直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系適用于 流體。當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，如要測(cè)取管截面上流體的速度分布，應(yīng)選用 測(cè)量。 f.并聯(lián)管路的特

5、點(diǎn)是：并聯(lián)各管段壓強(qiáng)降 ；主管流量等于并聯(lián)的各管段 ；并聯(lián)各管段中管長(zhǎng)較長(zhǎng)、直徑較小的管段通過(guò)的流量 (較大or較小)。 g.測(cè)量流體流量時(shí)，隨著流體流量增加，孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差計(jì)讀數(shù)將 ，若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，當(dāng)流量增大時(shí)，轉(zhuǎn)子兩端壓差值將 。 h.流體在圓形等徑直管中呈湍流流動(dòng)時(shí)，管中心處的點(diǎn)速度約為截面平均速度的 倍；若流體處于完全湍流區(qū)，平均流速增大至原來(lái)的2倍時(shí)，能量損失約為原損失的 倍。7. 例題用離心泵將密閉儲(chǔ)槽中20的水通過(guò)內(nèi)徑為100mm的管道送往敞口高位槽。兩儲(chǔ)槽液面高度差為10m。密閉槽液面上有一真空表p1，讀數(shù)為600mmHg（真空度）。泵進(jìn)口處真空表p2讀數(shù)為294mmH

6、g（真空度）。出口管路上裝有一孔板流量計(jì)，其孔口直徑d070mm，流量系數(shù)c00.7，形水銀壓差計(jì)讀數(shù)R170mm。已知管路總能量損失為44J/kg。試求： 出口管路中水的流速； 出口處壓力表p3（與圖對(duì)應(yīng)）的指示值為多少？（已知p3距泵中心0.1m，2-3阻力損失忽略不計(jì)）V=c0A(2P/2)0.5=c0A(2P/)0.5P=Rg(0-)=0.179.81(13600-1000)=2.1 104PaV=0.7(/4)(0.07)2(2.11042/1000)=0.70.785(0.07)(4.210)0.5=0.0174 m3/su=V/(0.785d2)=0.0174/(0.7850.1

7、2)=2.22 m/s截面選取14133242 選低位水池的水平為基準(zhǔn)面，取1-1、4-4兩截面建立柏努利方程：Z1+(p1/g)+(u12/2g)+H=Z4+(p4/g)+(u42/2g)+hfu1= u4= 0 Z1= 0 p4/g0H=Z4+hf -(p1/g)=10+(44/9.81)+0.613.6= 22.7(mH2O)再選泵入口管所在面為基面，取2-2、3-3兩截面建立柏努利方程：Z2+(p2/g)+(u22/2g)+H=Z3+(p3/g)+(u32/2g)+ hfhf 0, Z2=0, (u32-u22)/2g 0, (p3/g)=H-Z3+p2/gp3=g(H-Z3+p2/g

8、)=10009.8(22.7-0.1-0.294 13.6)=1.8105Pa=1.8大氣壓(表) p3=1.8kg/cm2(表) 泵出口處的指示值為1.8kg/cm2 AB12DC兩支路的管長(zhǎng)均為5m，管徑均為20cm，直管阻力系數(shù)為0.02，各支管各安裝一閘閥，塔器1和塔器2的局部阻力系數(shù)分別為10和8。管路的總流量為0.03m3/s。求：1. 閥門全開(kāi)時(shí)，兩支路的流量比和阻力損失。2. 閥門關(guān)至阻力系數(shù)為20時(shí)，兩支路的流量比和阻力損失。解：此題為并聯(lián)管路的計(jì)算問(wèn)題，只要掌握了并聯(lián)管路的特點(diǎn)，本題求解十分簡(jiǎn)單。8. 例題(一定時(shí))并聯(lián)管路的特點(diǎn)：依據(jù)以上特點(diǎn)，有：閥門全開(kāi)時(shí)，局部阻力系數(shù)

9、為0.17，代入數(shù)據(jù)，有：流量衡算，有：求解上述方程，有：閥門關(guān)小至局部阻力系數(shù)為20時(shí)，代入數(shù)據(jù)，有：流量衡算，有：求解上述方程，有：對(duì)比兩種情況說(shuō)明：當(dāng)并聯(lián)管路中各支管的局部阻力在總阻力中占主要部分時(shí)，并聯(lián)管路的流量趨于接近。閥門全開(kāi)時(shí)9. 作業(yè)題右圖所示，水由高位槽經(jīng)管道從噴嘴流出，已知d1=125mm，d2=100mm，噴嘴d3=75mm，壓差計(jì)讀數(shù)為80mmHg，若忽略阻力損失，求H和pA(表壓)80mmd1d2d3pAH2. 請(qǐng)說(shuō)明管道流動(dòng)中摩擦因子的確定方法。3. 請(qǐng)寫出雷諾數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明其物理意義。三. 課堂測(cè)驗(yàn)1. 如圖示常溫水由高位槽以1.5m/s流速流向低位槽，管路中裝有孔板流量計(jì)和一個(gè)截止閥，已知管道為573.5mm的鋼管，直管與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度(不包括截止閥)總和為60m，截止閥在某一開(kāi)度時(shí)的局部阻力系數(shù)為7.5。設(shè)系統(tǒng)為穩(wěn)定湍流，管路