化工原理第一章习题课

1、 掌握一些基本概念：如密度、粘度、流速、流量、压强。 掌握静力学方程及其应用。 掌握流体流动形态及其判别。 掌握机械能衡算式及柏努利方程。 掌握流动阻力的计算。 主要公式： 第一章基本要求： 静力学方程： 连续性方程式：A1v1=A2v2 (不变） 柏努利方程式： 雷诺数计算式：Re=dv/ 2000 层流； =20004000 过渡态； 4000 湍流 p2 p0 g h fs W p gHW p gH 2 2 2 2 1 2 1 1 2 v 2 v fe H g p g HH g p g H 2 2 2 2 1 2 1 1 2 v 2 v 流动阻力计算式： 层流：=64/Re 湍流：经验公

2、式及查图法。 2 2 e f ll v H dg g v d l H f 2 2 例1：一无变径管路由水平段、垂直段和倾斜段串联而 成，在等长度的A、B、C三段两端各安一U形管压差计。 设指示液和被测流体的密度分别为和，当流体自下而上 流过管路时，试问：（1）A、B、C三段的流动阻力是否 相同？ （2）A、B、C三段的压差是否相同？ （3）3个压差计的读数、是否相同？试加以论证。 （1）因流动阻力 ，该管路A、B、C 3段 的 、l、d、u均相同， （2）在A、B、C三段的上、下游截面间列柏努利方程式： CfBfAf hhh , f h up gZ up gZ 22 2 22 1 2 11 1

3、 2 2 u d l h f 化简，得 A段： (a) B 段： (b) C段： （c） 比较上面3式： Zghp f AfA hppp ,21 BBfB glhppp ,43 aglchppp cfC sin ,65 ACB ppp （3）由流体静力学基本方程式 A段： B段： C段： 整理，得 （d） （e） （f） AA gRpgRp 021 BBB glgRpgRp 043 aglgRpgRp CCC sin 065 g pp RA )( 0 21 g glpp R B B )( )( 0 43 g aglpp R C C )( sin)( 0 65 将（a）、（b）、（c）3式分别代

4、入式（d）、（e）、(f）： 由（1）知 g h R Af A )( 0 , g g R Bf B )( 0 , g h R Cf C )( 0 , CfBfAf hhh , CBA RRR 分析：由题的结论已经知道：R所包含的不光是两个测压点压 强的变化，还包含位能的变化。实际上，R所代表的仅仅是流 动阻力。如果概念清楚，由 可直接得出 的结论。 CfBfAf hhh , CBA RRR 【例2】 料液自高位槽流入精馏塔， 如附图所示。塔内压强为1.96104Pa （表压），输送管道为362mm无缝 钢管，管长8m。管路中装有90标准弯 头两个，180回弯头一个，球心阀 （全开）一个。为使料

5、液以3m3/h的流量 流入塔中，问高位槽应安置多高？（即 位差Z应为多少米）。料液在操作温度 下的物性：密度=861kg/m3；粘度 =0.643103Pas。 解：取管出口处的水平面作为基准面，在高位槽液面1-1 与管出口截面2-2间列能量方程： g v d l H sm d q v Papp vzzz H g v g p z g v g p z f v f 2 /04.1 032.0785.0 3600 3 4 1096.10 00 22 2 2 21 2 2 2 4 21 121 21 2 22 2 2 11 1 阻力损失 式中 4 . 6 5 . 1180 75. 090 5 . 0

6、039. 0 1046. 4 10643. 0 86104. 1032. 0 Re 00938. 0 32 3 . 0 d mm3 . 0 4 3 球形阀（全开） 回弯头 标准弯头 ）进口突然缩小（入管口 局部阻力系数查得为： 查莫迪图，得 湍流 ，则：取管壁粗糙度 dv 【练习题练习题1 1】如下图所示的CO2水洗塔供水系统，水洗塔顶 部绝对压强为2250 kPa，贮槽水面绝对压强为300 kPa 。 塔内水管与喷头连接处，高于水面20 m ，输水管规格为 573.5 mm 钢管， 送水量为15 m3.h-1 ，设管路摩擦 能量损失为49 J.kg-1， 试求水泵的有效功率。水的密度 1000 kg.m-3。（ 9154w） 【练习题练习题2 2】如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括 所有局部阻力当量长度) 为100m，吸水池液面到压力表的 阻力当量长度为80m,管路摩擦系数=0.025，管子内径为 0.05