化工原理第八章课件

1、28. 已知：30mPaS，900kg/m3，d40mm，l150m，l220m，阀全关 P1(表)0.09Mpa，P2(表)0.045Mpa，阀打开至1/4开度，le30m。求：qv。阀打开时P1，P2如何变化?)(1091. 11009. 010013. 1(25651mNPPaA表）)(1046. 110045. 010013. 1(25652mNPPaB表） 解：取阀的高度Z0 阀关闭时流体静止，由静力学方程可知 fBBAAhuu22222, 02udlhuufBA阀1/4开度时，列AB截面柏努力方程得ud64现设管内为层流，则，232dulBAsmdluBA75. 004. 0)30

2、2050(1030321046. 11091. 13223552假设成立2000900103090075. 004. 0Re3udhmsmuduAqv3342239. 31042. 975. 004. 0785. 04验u变小不变，12112)(PudlPAA222222udlPuB变大。即且包括突然扩大损失222222) 1(1Pudludll（2）阀打开 由 30. 已知：已知：d20m，d0.0004，烟气烟气0.67kgm3，0.026mPaS，qv80000m3/h，air1.15kgm3，P1（真）（真）0.2kPa。 求：求：H f,1-2222烟2211烟1hugzPugzP2

3、2解：列烟囱底部（解：列烟囱底部（1 1截面）与顶部（截面）与顶部（2 2截面）柏努利截面）柏努利方程方程烟囱烟囱d1d2，u1u2z10，z2H，P1PaP1（真），（真），P2PaairgH 222f,1udHh）（m/s08. 72785. 03600/80000d41qu22v 53-1065. 310026. 0208. 767. 0udRe d d0.00040.0004，查表得，查表得0.0170.017112 2截面间柏努利方程为截面间柏努利方程为2)2烟air烟(真1udHgHgH-P (m)8 .43H5 .298H82. 6)H208. 721017. 081. 967.

4、 081. 915. 1(67. 0102 . 023 烟囱得以排气的必要条件是烟囱得以排气的必要条件是烟烟气体密度气体密度7.如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数则阀的局部阻力系数与压差计读数与压差计读数R的关系的关系式为式为_ 。R0 gRi 21fhuu 22222211 22uhf 22ugRi fh 8、LZB-40转子流量计其转子为不锈钢（比转子流量计其转子为不锈钢（比重：重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范），刻度标值以水为基准，量程范围为围为0.252.5m3/h。（1）若用此转子流量计来测量酒精（比重：）若用此转

5、子流量计来测量酒精（比重：0.8），则酒精的实际流量比刻度值（），则酒精的实际流量比刻度值（ ），），校正系数为（校正系数为（ ），测量酒精时，此流量计），测量酒精时，此流量计的最大流量值为（的最大流量值为（ ）m3/h。 134. 1) 192. 7(*8 . 0) 8 . 092. 7(*1, AfBBfAAVBVqq 大大1.1342.835(2)若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子（比重：（比重：10.67）代替原不锈钢转子，测量的流体）代替原不锈钢转子，测量的流体仍为水，则实际流量值要比刻度值（仍为水，则实际流量值要比刻度值（ ）。）。校正

6、系数为（校正系数为（ ），实际量程范围为），实际量程范围为（ ） m3/h。 。18. 1192. 7167.10, AfAAfBAVBVqq 大大1.180.2952.959.用普通用普通U型管压差计测量某气体压差，已知型管压差计测量某气体压差，已知压差压差p=0.20.4kPa现有现有Hg(=13600kg/m3)和和CCl4(=1600kg/m3)可作指示剂，应选可作指示剂，应选_为宜。为宜。gRPi gPRi /CCl410. 如图三所示，水塔高度如图三所示，水塔高度H一定，一定，A和和B用用户高度相同，但有时打开阀门户高度相同，但有时打开阀门B几乎无水几乎无水,其原因是其原因是_。若

7、。若A处用水量不变，使处用水量不变，使B处有水用的处有水用的具体措施是具体措施是_。图三B阻力大阻力大降低降低B管阻力管阻力fhughgH 22211.孔板流量计和转子流量计的主要区别孔板流量计和转子流量计的主要区别在于：前者是恒在于：前者是恒 _ ，变，变_；后者是恒后者是恒_，变，变_。截面截面压差压差压差压差截面截面12.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将减小后，水流量将_，摩擦系数，摩擦系数_。减少减少增大增大13.牛顿型流体与非牛顿型流体的主要区别牛顿型流体与

8、非牛顿型流体的主要区别是是_。牛顿型流体符合牛顿粘性定律牛顿型流体符合牛顿粘性定律14、流体在湍流的阻力平方区流动，若其他条、流体在湍流的阻力平方区流动，若其他条件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增加而件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增加而（ ）；若其他条件不变，其压降随着流体）；若其他条件不变，其压降随着流体的密度增大而（的密度增大而（ ） 。增大增大增大增大1.某设备上真空表读数为某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气，若当地大气压强为压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为，则设备内绝对压强为_。A)101.33kPa； B)10kPa； C)0.91kPa； D)90kPa。压

9、强压强 大气压大气压 (表压表压0) 绝压绝压0真空度表压绝压绝压BA表压表压=绝压绝压-大气压大气压真空度真空度=大气压大气压-绝压绝压 -表压表压=真空度真空度B二、选择题：二、选择题：2.某液体流过如图四所示等径圆管，管段长度某液体流过如图四所示等径圆管，管段长度AB=CD，则，则如下式子中如下式子中_式不成立。式不成立。A)势能差：势能差： ppgZZppgZZCDCDABAB )()(B)能量损失：能量损失：hf A-B=hf C-D；C)压强差压强差pB-pA=pD-pC D) U型压差计读数型压差计读数R1=R2。图四 1gRiBA 2gRiDC fABBBAAhuu 2222

10、fCDDDCChuu 2222 22udlhf C3. 不可压缩流体在等径水平直管中作稳定流动时，不可压缩流体在等径水平直管中作稳定流动时，由于内摩擦阻力损失的能量是机械能中的由于内摩擦阻力损失的能量是机械能中的_。 A) 位能；位能； B)静压能；静压能； C)内能；内能； D)动能。动能。4. 层流与湍流的本质区别是层流与湍流的本质区别是_。 A)湍流流速大于层流流速；湍流流速大于层流流速； B)湍流湍流Re层流层流Re； C)层流无径向脉动，湍流有径向脉动；层流无径向脉动，湍流有径向脉动； D)速度分布不同。速度分布不同。5. 某液体在管路中作滞流流动，提高液体温度会某液体在管路中作滞流

11、流动，提高液体温度会使阻力损失使阻力损失_。 A)减小；减小； B)增大；增大； C)不变；不变； D)不定。不定。BCAT升高，黏度减小，摩擦系数减小，阻力损失减小。升高，黏度减小，摩擦系数减小，阻力损失减小。6. 流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数正比正比于于_；在充分湍流（阻力平方区）时，；在充分湍流（阻力平方区）时，正比于正比于_。（。（G为质量流速）为质量流速） A)G2； B)G； C)G0； D)G-1； E)G-2。Cdudu 6464Re64 uG D7. 如图五高位水槽液位不变，则如图五高位水槽液位不变，则a、b、c三点处三点处流体总机械能

12、流体总机械能的关系为：的关系为：阀门打开时阀门打开时_；阀门关闭时；阀门关闭时_。（槽内流体流动阻力不计）（槽内流体流动阻力不计） A)abc； B)abc； C)abc； D)abc。22upZgc图五CB图六图七8. 如图六所示，装了如图六所示，装了U型压差计测得了型压差计测得了_。A) A点和点和B点动压头差点动压头差 (u2A-u2B)/(2g)； B) A、B段阻力损失段阻力损失hf A-B；C) 阻力损失和动压头差之和阻力损失和动压头差之和 D) B点和点和A点的压头差。点的压头差。 图六9. 图七中，流体在管内流动，由图七中，流体在管内流动，由于某局部堵塞，使于某局部堵塞，使p1

13、、p2上升、上升、p3下降，试判断堵塞位置在下降，试判断堵塞位置在_段。段。A) ak B) kb； C) bc； D) cd。CC10. 10. 如图八所示管路，当如图八所示管路，当A A阀为某一开度时，压力表读数为阀为某一开度时，压力表读数为p p，流体通过转子流量计的阻力损失为，流体通过转子流量计的阻力损失为h hf f转转。当。当A A阀关小时，则：阀关小时，则： 压力表读数压力表读数p p_； 通过转子流量计的通过转子流量计的h hf f转转_。A) A) 变大；变大； B) B) 不变；不变； C) C) 变小；变小； D) D) 判断依据不足。判断依据不足。T图八AB11.11.

14、一敞口容器，底部有一出口管（如图九所示）。容器水一敞口容器，底部有一出口管（如图九所示）。容器水面恒定，管内水流动速度头为面恒定，管内水流动速度头为0.5m0.5m水柱（流速水柱（流速u u=3.132m/s=3.132m/s，仅忽略直管阻力），水由容器流入管内，则仅忽略直管阻力），水由容器流入管内，则2 2点的表压点的表压p p2 2=_m=_m水柱。水柱。 A) 1.5A) 1.5； B) 1.0B) 1.0； C) 0.75C) 0.75； D) 0.5D) 0.5。 图九fhupgzupgz 2222222111 ghgugpzf 22221 Z1=1.5 5 . 0222 gu25.

15、 05 . 0*5 . 022 gughf C12. 12. 如图十所示，某直管管路，阀门如图十所示，某直管管路，阀门A A、B B全开时，截面全开时，截面1 1和截和截面面2 2的测压管液面高为的测压管液面高为h h1 1和和h h2 2，液体先后流经，液体先后流经A A阀、阀、B B阀。若关阀。若关小小A A阀，阀，h h1 1_；h h2 2_；h h1 1-h-h2 2_。若。若A A阀不变，关小阀不变，关小B B阀，则阀，则h h1 1_；h h2 2_；h h1 1-h-h2 2_。A) A) 变小；变小； B) B) 变大；变大； C) C) 不变；不变； D) D) 不能确定。

16、不能确定。图十AAABBA13、双液、双液U型管压差计要求指示液的密度差型管压差计要求指示液的密度差 A) 大；大； B) 中等；中等； C) 小；小； D) 越大越好越大越好CRABCp1p2B21ARgpp14. 14. 有一并联管路，如图十二所示，两段管路的流量，流速、有一并联管路，如图十二所示，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为管径、管长及流动阻力损失分别为q qV 1V 1,u,u1 1,d,d1 1,l,l1 1,h,hf 1f 1及及q qV2V2,u,u2 2,d,d2 2,l,l2 2,h,hf2f2。若。若d d1 1=2d=2d2 2，l l1 1=2l

17、=2l2 2，则：，则：1)1)h hf1f1/h/hf2f2_; A) 2_; A) 2；B) 4B) 4；C) 1/2C) 1/2； D) 1/4D) 1/4； E) 1E) 1 图十二E2) 当两段管路中流体均作滞流流动时，当两段管路中流体均作滞流流动时，qV1/qV2_;A) 2； B) 4； C) 8； D) 1/2； E) 1 C图十二3) 当两段管路中流体均作滞流流动时，当两段管路中流体均作滞流流动时，u1/u2_; A) 2； B) 4； C)1/2； D) 1/4； E) 1 A222322642dluudlduudlhf 2212222211121 uuduldulhhff

18、4) 当两段管路中流体均作湍流流动时，并取当两段管路中流体均作湍流流动时，并取1=2，qV1/qV2_; A) 2； B) 4； C) 8； D) 1/2； E) 1/44/5212512252115121 dlldldldqqvv B5) 当两段管路中流体均作湍流流动时，并取当两段管路中流体均作湍流流动时，并取1=2，u1/u2_; A) 2； B) 4； C) 1/2； D) 1/4； E) 11/1/44/222122112121 ddAqAquuqqvvvvE例例1 1、用、用108mm108mm4mm4mm的管线每小时输送原油的管线每小时输送原油20t20t。原油密度为原油密度为90

19、0kg/m900kg/m3 3，粘度为，粘度为70mPa70mPas s。已知管线总。已知管线总长长200km200km，管子最大许用压强为，管子最大许用压强为6.0MPa6.0MPa（表压），试（表压），试定量分析输送途中至少需要几个加压站？定量分析输送途中至少需要几个加压站？ smu/786. 01 . 0785. 09003600102023 10101070900786. 01 . 0Re3 du解：先求原油的流速：解：先求原油的流速： MPadlupf3 .351 . 0786. 010200107032322332 683. 563 .35 n 所需加压站的个数：所需加压站的个数：

20、 然后判断流型：然后判断流型：ReRe20002000所以流动类型为滞流。所以流动类型为滞流。 200km200km管路可产生的压降管路可产生的压降为为例例2 2、某油品在、某油品在89894mm4mm的无的无缝钢管中流动。缝钢管中流动。 在在A A和和B B的截面的截面处分别测得压强处分别测得压强P PA A15.215.210105 5 N/mN/m2 2，P PB B14.814.810105 5 N/m N/m2 2。试。试计算管路中油品的流量。已知：计算管路中油品的流量。已知：A.BA.B间长为间长为40m40m，其间还有，其间还有2 2个个9090弯头（每个弯头的当量长弯头（每个弯

21、头的当量长度度lele35d35d），），油油820kg/m820kg/m3 3，油油121cp121cp。 解：在解：在A-BA-B两截面间列柏努利方程：两截面间列柏努利方程：BAfBBBeAAAhupgzhupgz2222BAeBABAuuhPapPapmzz, 0,108 .14,102 .15,1, 055所以：所以： BAfh 820108 .1481. 9820102 .1555 2)(32dullheBAf uuhBAf869.32081. 0820081. 035240121. 0322 因因油油121cp ，所以设，所以设油品在滞流区流动，则：油品在滞流区流动，则： 将已知条

22、件代入可得：将已知条件代入可得： 代入柏努利方程：代入柏努利方程：u86.3281. 982010)8 .142 .15(5 解出：解出： u=1.186m/s体积流量为：体积流量为：hmud/22186. 1081. 04360043600322 假设成立假设成立200065110121186. 1081. 0820Re3 ud验验 例例3. 3. 水经变路管径系统从上向下流动水经变路管径系统从上向下流动, ,如本例如本例附图所示。粗、细管的内径分别为附图所示。粗、细管的内径分别为d d2 2=184mm=184mm及及d d1 1=100mm =100mm ，水在粗管内流速，水在粗管内流速

23、u u2 2=2m/s=2m/s，两侧压口之，两侧压口之间垂直距离间垂直距离h h=1.5m=1.5m。突然扩大局部阻力系数的计算。突然扩大局部阻力系数的计算式为式为221)1(AA 试判断或计算：试判断或计算：1.U1.U形管中哪侧水银面较高并计算读数；形管中哪侧水银面较高并计算读数；2.2.保持管内流速不变，将管路倒置（即粗管在上，保持管内流速不变，将管路倒置（即粗管在上，水从下向上流动），水从下向上流动），R R将如何变化？将如何变化？计算时忽略两侧压口之间的直管阻力。计算时忽略两侧压口之间的直管阻力。AB水22d1d2Hgh11解：解：1. .U形管压差计读数形管压差计读数RAB水22

24、d1d2Hgh11m/s 77. 6)100184(2)(221221 dduufhupgZupgZ 2222222111 fhuu2212221动能转化为静压能的量为动能转化为静压能的量为J/kg 92.202277. 62222221 uu突然扩大的局部阻力损失突然扩大的局部阻力损失J/kg 38.11277. 6)184100(1 222221 uhf 由于动能转化为静压能的量大于突然扩大的局部由于动能转化为静压能的量大于突然扩大的局部阻力损失阻力损失, ,使使2-22-2截面总势能大于截面总势能大于1-11-1截面截面, ,故故B B侧汞面侧汞面上升。上升。AB水22d1d2Hgh11

25、读数读数R R用下式计算：用下式计算：m 0772. 0807. 9)100013600(1011.38)-(20.92R)2()(32221 fAhuugR 2. 2.管路倒置（水仍从细管流向粗管），管内流速管路倒置（水仍从细管流向粗管），管内流速不变，则两截面上的总势能差不变，因而不变，则两截面上的总势能差不变，因而U U形管压差形管压差计的读数将不变，仍为计的读数将不变，仍为77.2mm77.2mm。fhupgZupgZ 2222222111 fhuu 2212221例例4 4. . 内截面内截面为为100010001200mm1200mm的矩形烟囱的高度为的矩形烟囱的高度为30m30m

26、。平均分子量为。平均分子量为30kg/kmol30kg/kmol、平均温度为、平均温度为400400的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49Pa49Pa的真空的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气 温 度 为气 温 度 为 2 0 2 0 ， 地 面 处 的 大 气 压 强 为， 地 面 处 的 大 气 压 强 为101.33101.3310103 3PaPa。流体流经烟囱时的磨擦系数可取。流体流经烟囱时的磨擦系数可取为为0.050.05，试求烟道气的流量为若干，试求烟道气的流量为若干kg/hkg/h。3

27、0m1200mm1000mm解：以解：以表示大气的密度，表示大气的密度，Pa1与与Pa2分别表示烟囱底端分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即与顶端大气压强，即Pa 1012814911 app因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故2122gZpppaa 标准状况下空气的密度为标准状况下空气的密度为1.293kg/m3，所以，所以1.033105Pa、20 时空气的密度为时空气的密度为300kg/m 2 . 120273273293. 1 TT Pa 1009773081. 92 . 1 12 app于是于是%20003. 010128110097

28、7101281 121 pppp烟囱底端为上游截面烟囱底端为上游截面11、顶端为下游截、顶端为下游截面面22，并以截面，并以截面11为基准水平面。为基准水平面。在两截面间列柏式，即在两截面间列柏式，即1122fhpugZpugZ 2222121122式中式中Z Z1 1=0 =0 Z Z2 2=30m =30m u u1 1u u2 2gpphf3021 由于烟道气压强变化不大，由于烟道气压强变化不大， 烟道气的密度可按烟道气的密度可按1.033105Pa及及400计算，即计算，即335kg/m 542. 0)400273(10315. 8301001129. 1 RTMp 将以上各值代入柏式，解得将以上各值代入柏式，解得J/kg 6 .2663081. 9542. 01009771012813021 gpphf 22udlhef 烟道气的流速烟道气的流速为为m/s 7 .193005. 0209. 16 .266 u烟道气的流量为烟道气的流量为kg/h 46126 542. 012 . 17 .1936003600 uAqmm 09. 1)2 . 11(22 . 114 ed其中其中例例5 5 、如本题附图所示，水从水塔引至车间，管、如本题附图所示，水从水塔引至车间，管路为路为1141144mm4mm的钢管，共长的钢管，共长150m150m