化工原理第一章习题.ppt

1/23,一、小结1.重要公式2.重要概念3.重要仪表与设备,二、习题讲评例1.轴功的计算例2.流向判断例3.高度的计算例4.流速的计算例5.复杂管路的计算,第一章流体流动,2/23,第一章小结,1.重要公式,（2）连续性方程,（3）机械能衡算式,3/23,（4）其他重要公式,流量测量,-湍流速度分布,-层流,-光滑管内流体湍流流动的摩擦系数,-并联管路各支管压头损失,第一章小结,4/23,2.重要概念,流体微团和连续介质模型表压、绝压、真空度与等压面流量与流速稳定流动与不稳定流动牛顿粘性定律和粘度及其影响因素流体流动类型与雷诺数层流与湍流的本质区别边界层概念和边界层分离当量长度与阻力系数,第一章小结,5/23,3.重要仪表与设备,（1）压差计结构及测量原理,（2）流量计结构及测量原理,单管压力计U型管压差计斜管压差计双液柱压差计,皮托管孔板流量计文丘里管流量计转子流量计,第一章小结,6/23,第一章习题,二、习题讲评,例1.轴功的计算,管道尺寸为1144mm，流量为85m3/h水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg（不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa，水从塔中流入下水道的摩擦损失可忽略不计。求泵的有效轴功率。,7/23,z1=0,u1=0p1=0（表压）,第一章习题,8/23,第一章习题,9/23,解：假设垂直小管中流体静止,例2流向判断,喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。,第一章习题,10/23,小管中的水自下而上流动。,Et2Et3,第一章习题,12/23,例3.高度的计算,如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6105Pa，流体在管内的流速为1.0m/s。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：两液面的垂直距离,第一章习题,13/23,解：从1至2面列机械能衡算式,p1=0，p2=1.6105Pa（表压）=765kg/m3，H=0u1=u2=0,欲求（z1z2），只需求出Hf即可,查摩擦系数图可得=0.027,第一章习题,14/23,第一章习题,15/23,例4.流速的计算,如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6105Pa，两槽液面的垂直距离为30m。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：管路中输水量的大小,第一章习题,16/23,解：由机械能衡算式,-方程（1）,假设=0.02，带入方程（1）可得,u=2.107(m/s),查摩擦系数图可得=0.025,第一章习题,17/23,再以=0.025带入方程（1）可得,u=1.892(m/s),查摩擦系数图可得=0.0254，与=0.025基本相等。最终流速u=1.892m/s,第一章习题,18/23,例5.复杂管路的计算,如图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将容器A中的盐酸输送到容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为0.5MPa、0.1MPa，两容器间的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不计，管壁绝对粗糙度=0.5mm。求：（1）该串联管路的输送能力；（2）由于生产急需，管路输送能力要求增加50%，现只有9根管路3，问用管路3分别在1和2上并联，哪个方案可行？,管路1（572.5、长50m）管路2（382.5、长50m）管路3（382.5、长6m）盐酸=2.0cP，=1150kg/m3,第一章习题,19/23,解：（1）在容器A、B的液面间列机械能衡算式,代入机械能衡算式整理得,第一章习题,20/23,将式（2）代入式（1）并化简得,先假设1和2的初值，代入（3）式得u1，再代入（2）式得u2由u1和u2分别计算Re1和Re2，,可计算得到1和2的新值，以新值代入（3）式重复计算，直至前后计算获得的1和2的值基本一致为止，通过如此试差可得：,第一章习题,21/23,u1=1.32m/su2=3.28m/s,（2）方案一：在管路1上并联一管路3，其长也为50m,第一章习题,22/23,联立式（1）、（4）和（5），首先假