化工原理習題 (2)ppt課件

1、化工原理（上）,楚禎 TELQQ：812970692,1,主要內(nèi)容,1：課后習題講解 2：重要知識點回顧 3：習題補充,2,習題講解 緒論部分(需要注意的部分) 1：1Kcal=4186J 3: 1atm=101325Pa=760mmHg T(K)=t()+273 lgp=8.564-352/(T-12),3,第一章 流體流動 20用泵將2104 kg/h的溶液自反應器送至高位槽（見本題附圖）。反應器液面上方保持25.9103 Pa的真空度，高位槽液面上方為大氣壓。管道為 76 mm4 mm的鋼管，總長為35 m，管線上有兩個全開的閘閥、一個孔板流量計（局部阻力系數(shù)為

2、4）、五個標準彎頭。反應器內(nèi)液面與管路出口的距離為15 m。若泵的效率為0.7，求泵的軸功率。（已知溶液的密度為1073 kg/m3，黏度為6.3 *10-4 Pa* s。管壁絕對粗糙度可取為0.3 mm。）,4,解：以低位槽溶液液面為基準水平面，也為截面1-1與高位槽的液面為截面2-2。 在截面1-1和截面2-2之間應用伯努利方程 其中，We=0,Z1=0,Z2=15m,p1=-26.7*103(表壓)，p2=0，u1=u2=0 簡化得 液體在管中的流速 雷諾準數(shù)為 所以液體在管道中是湍流。由雷諾數(shù)和相對粗糙度,5,流動阻力為： 由教材可查的閘閥和彎頭的當量長度分別為0.45m和2.1m。

3、孔板的阻力系數(shù)分為3各部分：流量計的系數(shù)為4，反應器到輸送管道管道變小，系數(shù)為0.5，管道到高位槽管道變大，系數(shù)為1. 所以 泵的有效功We=204.33J/Kg 泵的有效功率Ne=We*ws=204.33*2*104/3600=1.135KW 泵的軸功率為,6,23題 解 ：管內(nèi)水流量為Vs=(500*10-3)/60=8.333*10-3m3/s 管內(nèi)水流速為u=Vs/A= 由題知，Hf=6m 代入數(shù)據(jù)u得： 采用試差法，假設 則d=0.09m，u=1.31m/s 此時相對粗糙度為0.05/90=0.0005556，且10度的水黏度為130.77*10-5p*s 核算雷諾準數(shù)， 查表得 所

4、以假設比較接近。得管徑為90mm,7,26. 用離心泵將20水經(jīng)總管分別送至A，B容器內(nèi)，總管流量為89m/h，總管直徑為 1275mm。原出口壓強為1.93105 Pa，容器B內(nèi)水面上方表壓為1kgf/cm，總管的流動阻力可忽略， 各設備間的相對位置如本題附圖所示。試求：（1）兩支管的壓頭損失Hf，o-A ，Hf，o-B，（2）離心泵的有效壓頭H e。,8,解：選取離心泵出口處水平管線中心線為基準水平面，低位槽液面為截面0-0，垂直于離心泵出口處的截面為1-1，A,B水槽液面分別為截面2-2和截面3-3。 泵出口處的流速為 (1)在截面1-1、2-2之間和截面1-1、3-3直接分別應用伯努利

5、方程 由題意知：Z1=0,Z2=14+2=16m,Z3=6+2=8m,p1=1.93*105(表壓), p2=0(表壓)，p3=1Kgf/cm2=9.8*104(表壓)，u1=2.299m/s，u2=u3=0，We=0 帶入伯努利方程得,9,(2)在截面0-0和截面1-1之間應用伯努利方程 其中Z0=2m,Z1=0,p1=1.93*105(表壓),p0=0(表壓)，u1=2.299m/s，u0=0，總管流動阻力可以忽略，所以 。 代入數(shù)據(jù)，得到We=176.04 所以離心泵的有效壓頭He=We/g=176.04/9.8=17.96m,10,29題,11,重要知識點回顧,單位制之間的換算 流體靜

6、力學基本方程 連續(xù)性方程 柏努利方程 流動阻力方程 管路計算,12,單位制之間的換算 1Kcal（千卡）=4.187kJ 1J=1N*m 1J/s=1W N/m2=Pa 1kgf(千克力)=9.81N 1atm=1.013105Pa=10.33mH2O=760mmHg 1kgf/cm2=98.07103Pa,13,流體靜力學基本方程 靜力學基本方程的推導： （1）上端面所受總壓力P1= p1 A ，方向向下 （2）下端面所受總壓力P2= p2 A ，方向向上 （3）液柱的重力G =gA( z1 z2), 方向向下 液柱處于靜止時，上述三項力的合力應為零,14,如圖所示，水在管道內(nèi)流動。為測量流

7、體壓力，在管道某截面處連接U管壓差計，指示液為水銀，讀數(shù)R=100 mm，h=800 mm。為防止水銀擴散至空氣中，在水銀面上方充入少量水，其高度可以忽略不計。已知當?shù)卮髿鈮毫?01.3 kPa，試求管路中心處流體的壓力。,15,16,連續(xù)性方程,推導依據(jù)：連續(xù)性方程式是質量守恒定律【G1=G0+GA】 的一種表現(xiàn)形式，本節(jié)通過物料衡算進行推導。 連續(xù)性方程表達式 ：即: uA常數(shù) 若流體為不可壓縮流體，常數(shù)，則得： uA常數(shù) 應用條件 ：流體視為無數(shù)質點構成的連續(xù)體，且流體充滿 整個管截面，沒有間斷。 定態(tài)系統(tǒng)中, 流速與管徑的平方成反比!,17,伯努利方程,推導依據(jù)：能量守恒 表達式：以

8、單位質量流體為依據(jù)： 表達式：以單位質量流體為依據(jù)： Hf 稱為壓頭損失； He: 外加壓頭或有效壓頭,18,管路中的流動阻力,直管阻力通式：（范寧公式） Pf=hf* Pf為流動阻力引起的壓強降，單位為Pa 摩擦系數(shù) 是求出直管阻力的關鍵 層流時 雷諾數(shù) 湍流時 可由相對粗糙度 和雷諾數(shù)Re查教材P54圖可得,19,管路中的流動阻力,（一）局部阻力系數(shù)法： （二）當量長度法：,20,如本題附圖所示，貯槽內(nèi)水位維持不變。槽的底部與內(nèi)徑為100 mm的鋼質放水管相連，管路上裝有一個閘閥，距管路入口端15 m處安有以水銀為指示液的U管壓差計，其一臂與管道相連，另一臂通大氣。壓差計連接管內(nèi)充滿了水，

9、測壓點與管路出口端之間的直管長度為20 m。 （1）當閘閥關閉時，測得R=600 mm、h=1500 mm；當閘閥部分開啟時，測得R=400 mm、h=1400 mm。摩擦系數(shù) 可取為0.025，管路入口處的局部阻力系數(shù)取為0.5。問每小時從管中流出多少水（m3）？ （2）當閘閥全開時，U管壓差計測壓處的壓力為多少Pa（表壓）。（閘閥全開時Le/d15，摩擦系數(shù)仍可取0.025。）,21,22,23,復雜管路計算,A：分支管路與匯合管路 （1）流量：總管路流量等于各支路流量之和 （2）雖然各支路的阻力損失不同，但是各個支路的伯努利方程項是相等的（即：gz2+u22/2 + p/ + 項為定值）,24,B：并聯(lián)管路 （1）流量：總管路流量等于各支路流量之和 （2）各個支路的阻力損失相等 （3）在計算阻力損失時只需要計算一段即可,25,某敞口高位槽送水的管路如下圖所示，所有管徑均為50mm，管長LOC