化工原理习题ppt课件

.6.一个流化床反应器设有两个u形管差压计。 测定R1=400mm、R2=50mm的指示液是水银。 为了不让水银蒸汽扩散到空间，向右侧的u字管和大气连通的玻璃管中加入水，高度R3=50mm。 求出a、b两处的表压力。l0 .是在主题图所示的罐中加入密度960kg/m3的油品，距罐底的油面高度为9.6m，油面上方为常压。 在罐子侧壁的下部有直径760mm的人孔，其中心距罐底800mm，人孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。 螺钉材料工作应力为39.23Mpa时，至少需要几根螺钉？解：人孔中心部的压力为：人孔平均受力为：每根螺钉所承受的力为：所需的螺纹数为：12 .有的工厂用1144.5mm的钢管，压力P=2.0MPa (绝对计算配管中的空气流速、质量流速、质量流量。 解：质量流量为：操作状态下的气体密度为：操作状态下的气体流量为：气体质量流量为：截面积为：13 .从容器a用泵b将密度为890kg/m3的油品运送至塔c的顶部。 容器内和塔顶的表压力如本问题图所示，管道规格为1144mm。 油品的输送量为5.4xl04kgh-1，输送管路的总阻力损失为122Jkg-1，求出了泵的有效电力。 解：管内流体的流速：容器a的液面为截面1，塔c为截面2； 以地面为基准的水平面。 在1-2断面之间整理柏拉图方程： 16 .如本题图所示，丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管返回精馏塔顶。 精馏塔顶的操作压力为1.3MPa (表压)，回流罐内的液面上方压力为2.0MPa(g )。 塔内回流喷嘴距回流罐内液面的垂直距离为30m，回流管内径为140mm，丙烯精馏塔的回流流量为4104kg/h，丙烯的密度为600kg/m3回流管路的阻力损失为150J/kg，是否需要将丙烯从回流罐送到精馏塔顶的泵、16 .解：以回流罐的液面为基准水平，不需要装泵。 塔顶部：回流罐：18 .以下的流体在573.5mm的管内流动时保持层流状态，求出允许的最大平均流速。 (1)20的水(2)粘度为35mPas及相对密度为0.963的重油； (3)20和0.1MPa下的空气。 解： (1)20下的水的粘度=1.00510-3Pas、=998.2kg/m3、Re=2000的话，20下的空气的粘度=18.110-6Pas、=1.205kg/m3， 20 .用泵将冷却水从池向冷却塔输送，从池到泵的吸入口管路的管径为1144mm，长度为10m，吸入段管路有90标准弯头，已知从泵的出口到冷却塔顶喷嘴的管路的管径为88.54mm，长度为36m，排出段管路已知水温为20，塔内压力为69kPa (表压)，喷嘴入口的压力比塔内压力高lOkPa，输送管的绝对粗糙度均为0.2mm的其他数据如主题图纸所示。 要求水的流量为56m3/h，求出了泵所需的有效功率Pe。 解： 20时水的粘度=1.00510-3Pas，密度=998.2kg/m3，吸入管路流速：排出管路流速：以地面为基准水平，在图1-1和2-2之间，伯努利方程式：其中，z1=-2m，p1=0，u1=0z2=21m 调查： 90弯管阻力系数=0.75底阀阻力系数=1.5半开闸阀阻力系数=4.5，调查：代入伯努利方程式：21 .一定流量的液体在圆形直管内以层流流动。 管长和液体物性不变，管径减少到原来的l/2时，电阻损失是原来的几倍。 解：层流时，根据哈根庞加莱叶的公式，那样的话，22 .液体在光滑的圆形直管内湍流流动。液体的物性、管长和管径不变化，流量增加2倍时，电阻损失为原来的几倍(两者的情况下，雷诺数在31031105的范围内)，解：平滑的管：则为：即：范宁式：23 .有壳管式热交换器空气以3000m3h-1的流量在管外平行流动，空气的平均温度为30，热交换器的长度为4m。 试着估算一下空气通过热交换器时的压力下降。 解： 30的空气物性：用光滑的管道:25 .粘度为30mPas，密度为900kg/m3的液体从容器a通过内径为40mm的管道进入容器b。 两个容器都开放，液面一定。 管路有阀，阀前管长为50m，阀后管长为20m (均包括局部阻力当量的长度)。 阀门全闭时的阀门前、阀门后压力计的读取值分别为88kPa和44kPa。 在此，将阀打开到1/4开度，此时的阀的当量长度为30m，求出的(1)管路的流量(2)阀前、阀后的压力计的读取值如何变化，为什么？解：阀全闭时，从静力学方程式中求出两槽的液面水平的高度： Bernoulli方程式：代入数据：整理、得到、层流、流为层流时：代入数据：解： u=0.735m/s、层流、正解u=0.735m/s、流量：解： u=1.14m/s对照：打开阀时，从a开始一列铃代入数据为：从2到b列的伯努利方程式为：其中z2=0zB=h2，pB=0，uB=0，通常较小，可以忽略。 p2变大。 代入数据：26 .如本题图纸所示，内径为4m、高度为3.5m的开放高位罐经由管径为603.5mm的管路供水系统，总管长(包含局部阻力的当量长)为80m，管壁的绝对粗糙度=0.1mm。 水的温度是20。 (计算中忽略动能项):(1)将高位罐内的水面维持一定时，水的流量为多少(2)使流量加倍，增大管径还是提高沟的高度。经过利害分析，选定方案进行具体的计算(/d不变)。 (3)停止对上位罐的水补给，上位罐内的水能维持多长的供水时间(h )。 使流动状态为湍流，然后能够得到，代入Bernoulli方程式时，解：20时水的粘度=1.00510-3Pas，密度=998.2kg/m3从上位罐液面到出口列的Bernoulli方程式，以地面为基准水平。 其中，z1=10m、p1=0、u1=0z2=2m、p2=0、u2=0、流量增加后：在水面和出口列增加管径时伯努利方程式：其中，z1=10m、p1=0、u1=0z2=2m、p2=0、u2=0 管径为60mm。 763.5mm，检验：在水面和出口列的伯努利方程式：其中z1=h，p1=0，u1=0z2=2m，p2=0，u2=u，代入伯努利方程式：流量倍增，比较两种方法：高度：高度使设备建设困难，操作费用大幅度增加下表为两者比较：注：上表数据计算依据：支架550mm； 重新管径763.5mm。 从高位罐液面到流体出口列的伯努利方程式：其中，z1=h、p1=0、u1=0z2=2m、p2=0、u2=0、不变时：代入伯努利方程式时，即：积分： dt时间内液面下降dh时27 .用泵将20的液体苯从罐中输送到反应器中，经过排水管，直管长度为42m，管路上有两个90标准弯管的罐通向大气，反应器以0.50MPa (表压)操作。 苯流量为30L/min，设计了管径，计算了泵的有效功率Ne。 解：设20下苯的密度为=870kg/m3、粘度=0.6610-3Pas流速为2.5m/s时，选定252.5mm的无缝钢管。实际流速：调查： 90标准弯头的电阻系数=0.75，半开闸门电阻系数=4.5，从罐液面到管路出口列的伯努利方程式：其中，z1=0，p1=0，u1=0z2=12m，p2=0.5Mpa，u2=0，为0.15mm 29 .有水平输送原油的管道，管径为29912mm，全长为42m，原油流量为62.5m3/h，密度和粘度分别为910kg/m3和300mPas，管道两端的差压不变。 问题： (1)在管道下游的l/3上并联连接相同直径的管的情况下，原油的输送流量会增加多少？ (2)为了使原油流量增加50%，需要并联多长的管道？ 解： (1)在管路下游的1/3上并联相同直径的管时：并联前的、流体的粘度大，所以并联管路后也是层流，并联后的阻力：即，解：验证：假设成立，(2)若使原油流量增大50%，则将并联后的总阻力设为：并联后的总阻力设为：则代入数据34.20的水在88.54mm的管内流动，水的流量为10m3/h。 在管路上设置孔径d0为25mm的标准节流孔，试着计算了u字管压差计的读数(mmHg )和节流孔的永久压力降。 解：调查：由，35.1605mm的空气管路上安装孔径75mm的标准节流孔，节流孔前的空气压力为1.2xl05Pa，温度为25。 u字管差压表的读数为145mmH20时，在配管中流动的空气的质量流量是多少？在一定值区，如果假设这是管内的实际流速，那么在36.l084mm的输送轻油管路上，安装了测定轻油流量的标准节流流量计已知孔板的孔径为60mm，在操作温度下轻油的密度和运动粘度分别为770kg/m3和110-6m2/s。 u字管差压计的测定值为1250mmH2O时，轻油的体积流量和质量流量是多少？流量系数C为常数时，u字管差压计的最小读数Rmin是多少，解：先假设，从一定值、图表、然后求出，用上述方法计算几乎不变，考虑到这是管内的实际流速，当C0为常数时，、37 .转子流量计在出厂时用20和1.013105Pa的条件下的空气标定，为了测定密度为0.96kg/m3的分解气体的流量，读取值为40m3/