化工原理第一章04

1、问题：用高位槽向反应器内送水，问题：用高位槽向反应器内送水，Z至少多大？至少多大？ 若厂房高度限于若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该以内，不用泵，应该 如何设计管路？如何设计管路？问题：用高位槽向反应器内送水，问题：用高位槽向反应器内送水，Z至少多大？至少多大？ 若厂房高度限于若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该以内，不用泵，应该 如何设计管路？如何设计管路？问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动 着液体，若要取样，该怎么取？着液体，若要取样，该怎么取？问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动 着液体，

2、若要取样，该怎么取？着液体，若要取样，该怎么取？5.3.2 5.3.2 非圆形直管阻力损失非圆形直管阻力损失 用当量直径用当量直径d de e这里这里d de e仅用于仅用于 和和速度速度u u为实际平均速度，而为实际平均速度，而5.4 5.4 局部阻力损失局部阻力损失管件阀件处流道变化大，多发生边界层脱体管件阀件处流道变化大，多发生边界层脱体, , 产生大量旋涡，消耗了机械能产生大量旋涡，消耗了机械能1 1 2 2 3 3闸阀闸阀 截止阀截止阀 单向阀单向阀( (止回阀止回阀) ) 单向阀单向阀( (止回阀止回阀) )球阀球阀 球阀球阀 碟阀碟阀 管件管件 5.4.1 局部阻力计算式局部阻力

3、计算式工程上取工程上取 ，-阻力系数阻力系数 或或 ，le-当量长度当量长度实测的实测的和和le已成图表，供设计使用已成图表，供设计使用注意：注意：1.两种方法并不一致，都有近似两种方法并不一致，都有近似 2.计算所取速度要看图表规定计算所取速度要看图表规定阻力的单位有三种：阻力的单位有三种： 损失压降损失压降 Pa=N/m2 损失能量损失能量 J/kg 损失压头损失压头 J/N=m 查截止阀全开查截止阀全开, 接管内径接管内径d=100mm时时的当量长度的当量长度le查管道出口查管道出口损失损失值值工程计算工程计算( (一一) )水平管输油水平管输油 在在250kPa的压差下输送的压差下输送

4、=800kg/m3, =0.1Pas的油品，管长的油品，管长l+le =10km, 管内径管内径d=300mm。求求: 流量为多少流量为多少m3/s？解：画简图，从解：画简图，从1 1至至2 2排机械能守恒式排机械能守恒式 因因较大，可先设较大，可先设Re2000Re2000， 层流层流验验原设成立，计算有效原设成立，计算有效 Re64 smlldue/7 . 0100001 . 0323 . 0250000)(3222 P200016781 . 08007 . 03 . 0Re dusmudqV/050. 07 . 03 . 0785. 04322 工程计算工程计算( (二二) )高位槽送液

5、高位槽送液 由一高位槽向搅拌反应器送料，料液性质同由一高位槽向搅拌反应器送料，料液性质同20的水，流量的水，流量1.3l/s, 镀锌铁管镀锌铁管423mm, 管长管长10m，90弯头弯头4个，闸阀个，闸阀(全开全开)1个。个。试求：试求：Z应为多少应为多少m。解：解：查查9090弯头弯头=0.75,=0.75,闸阀全开闸阀全开=0.17,=0.17,出口出口=1=1取取=0.2mm,/d=0.0056,=0.2mm,/d=0.0056,查查=0.033=0.033由高位槽液面至反应器液面作机械能衡算由高位槽液面至反应器液面作机械能衡算smdquV/28. 1036. 014. 3103 . 1

6、44232 41061. 4001. 0100028. 1036. 0Re dugudlgpZ2)(2 m13. 281. 9228. 1)117. 075. 04036. 0102 033. 0(81. 9101034两个工程计算的不同特点：两个工程计算的不同特点：1 1已知设备状况，求生产能力已知设备状况，求生产能力( (输送能力输送能力) ) - -操作型问题操作型问题2 2已知生产能力要求，求设备状况已知生产能力要求，求设备状况 -设计型问题设计型问题平均、当量、有效值平均、当量、有效值观点：平均、当量、有效值只能针对一个目标观点：平均、当量、有效值只能针对一个目标 对其它目标多少有所

7、失真对其它目标多少有所失真 16 6 管路计算管路计算6.1 6.1 变量分析变量分析6.1.1 6.1.1 变量变量质量守恒式质量守恒式机械能衡算式机械能衡算式摩擦系数计算式摩擦系数计算式 udqV24 2)(221udl PP),(ddu 其中物性参数其中物性参数 、 已知已知 设备参数设备参数 l、d、 、 操作参数操作参数 qV、u、P P1、P P2 中间变量中间变量 9个变量，需给定个变量，需给定6个，求其它个，求其它3个个按计算目的可分为按计算目的可分为 设计型计算设计型计算: 给定给定 qV、 P P2、l、 、 选择选择 最优最优 u (原则？原则？) 求求 P P1 、d

8、操作型计算操作型计算: 给定给定 d、P P1 (或或qV)、P P2 、l、 、 求求 qV(或或P P1) 6.1.2 6.1.2 阻力损失压差阻力损失压差管路状况管路状况流量三者关系流量三者关系结论：结论：管路状况一定，管路状况一定，qV,hf hf (P P)一定一定, ,qV qV一定一定, ,hf 图中，图中，,则则hfAB_, pA_,pB_,为什么为什么若水流方向相反呢，若水流方向相反呢，,则则hfAB_,pA_,pB_ 42228)(2)(dqdludlhVf P结论：结论： 阀门关小，上游压强上升，阀门关小，上游压强上升，下游压强下降，下游压强下降， 压差增大压差增大 阀门

9、开大，上游压强下降，下游压强上升，阀门开大，上游压强下降，下游压强上升， 压差减小压差减小判断判断1 1：B不变，不变，A，h1_,h2_,(h1-h2)_；A不变，不变，B，h1_,h2_,(h1-h2)_判断判断2 2：阀关闭时阀关闭时, ,压强压强阀打开时阀打开时, ,压强压强 , ,若水流方向相反呢若水流方向相反呢, , , ,判断判断3 3：以下说法是否正确：以下说法是否正确阀门调节流量是由于改变了管道的截面阀门调节流量是由于改变了管道的截面;任何管路，流量任何管路，流量qV必有必有hf ;阀关小，阀关小， 中中, u,而而hf 的变化无法判断。的变化无法判断。 BApp,BApp ,BAppAAppBBppAAppBBpp判断判断4 4：发生了什么问题？发生了什么问题？如何判断上游、下游？如何判断上游、下游？如何判断泄漏与阻塞？如何判断泄漏与阻塞？判断判断5 5：橡皮水管出水