化工原理习题.ppt

1、6如本问题图所示，在某流化床反应器上安装了2个u字管压差校正。 R1400mm、R250mm的指示液是水银。 为了防止水银蒸气向空间扩散，向右侧的u字管和大气连通的玻璃管内注入水，其高度为R350mm。 试着求出a、b两处的表压力。 解：l0是在本标题图所示的储油箱中加入密度960kg/m3的油品，油面距罐底的高度为9.6m，油面上方为常压。 油箱侧壁的下部有直径760mm的检修孔，其中心距油箱底800mm，检修孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。 螺纹材料的工作应力为39.23Mpa时，至少需要几根螺纹？ 解：在检修井中心的压力为：检修井平均受力为：每个螺钉可承受的力为：所需螺钉数为： 12个工厂

2、用1144.5mm钢管输送压力P2.0MPa (绝压)，温度为20的空气，流量为6300m3/h的管道中的空气流速将质量流量：操作状态下的气体密度：操作状态下的气体流速：气体质量流速：截面积：13密度890kg/m3的油品从容器a用泵b输送到塔c顶部。 容器内和塔顶的表压如本问题图所示，管的规格为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：以容器a的液面为截面1、以塔c为截面2的以地面为基准的水平面。 1-2断面间排列柏努利方程式：整理：如16个图所示，丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管

3、流到精馏塔顶。 精馏塔顶的操作压力为1.3MPa (表压)，回流罐内液面上方压力为2.0MPa(g )。 塔内回流管口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，回流管线的总电阻损失为150J/kg，从回流罐向精馏塔顶输送丙烯需要泵16解：以回流槽液面为基准水平面，无需打开泵。 求出塔顶部：回流罐：18以下的流体在573.5mm的管内流动时保持层流状态所允许的最大平均流速。 (1)20的水(2)粘度为35mPas以及相对密度为0.963的重油(3)20和0.1MPa时的空气。 调查： 20时的水的粘度为1.00

4、510-3Pas、998.2kg/m3、Re=2000则：调查： 20时的空气的粘度为18.110-6Pas、从1.205kg泵的出口到冷却塔顶喷嘴的管路的管径为88.54mm、长度为36m，排出众所周知，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，输送管道的绝对粗糙度均为0.2mm。 其他数据如本问题的设计图所示。 请求水的流量为56m3/h，求出泵所需的有效功率Pe。 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：以地面为基准水平面，在图11和22之间加入帕努利方程式：其中： 如果代入90弯管阻力系数=

5、0.75底阀阻力系数=1.5半开启闸阀阻力系数=4.5、伯努利方程式，则：21一定流量的液体在圆形直管内层流流动。 管长和液体物性不变，管径减少到原来的l/2的话，电阻损失是原来的几倍。 解：层流时，由哈根泊伱叶式得知：那么，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，流量增加了2倍，电阻损失增加了原来的几倍(两种情况下，雷诺数在31031105的范围内)，解：对于光滑的管：如果是：即范宁式：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。 估算空气通过换热器时的压力降。 解： 30空气的物性：以光滑管的形式确定：25图粘度30m

6、Pas，密度900kg/m3的液体从容器a通过内径40mm的管路进入容器b。 两个容器都开放，液面一定。 管路有阀、阀前管长50m、阀后管长20m (均包括局部电阻的当量长度)。 阀全闭时的阀前、阀后的压力修正读取值分别为88kPa和44kPa。 现在把阀门打开到1/4开度。 此时，阀的当量长度为30m，试着(1)管路的流量(2)阀前、阀后的压力修正的读取值如何变化，为什么？ 阀全闭时，根据静力学方程式以两槽液位高度：a槽：b槽：00为基准水平面，在两槽液面间设定瓦努利方程式：代入数据：整理、得到、假设、层流、流动为层流的开阀后：由a起1列的伯努利方程式得到：其中，zA=h1，pA0，uA=0

7、 z1=0。 代入数据可从：双向b列的伯努利方程得到：其中： z2=0 zB=h2，pB=0，uB=0，通常较小，可忽略。 p2变大。 代入数据：26如本问题图所示，是内径4m、高度3.5m的开放高位槽经径603.5mm的管路供水系统，总管长(包含局部阻力的当量长度)为80m，管壁绝对粗糙度=0.1mm。 水的温度是20度。 试求(修正算中忽略动能项):(1)将高位槽内的水面维持一定时，水的流量是多少(2)将流量增加1倍，询问是增大管径还是增加槽的高度。 经过利害分析，选定方案进行具体的修正计算(设定/d不变更) (3)停止向高位槽补水，高位槽内的水能够维持多长的供水时间(h )。 即：使流动

8、状态为湍流，可以并列设置，可以得到，代入伯努利方程式：解： 20时的水的粘度=1.00510-3Pas，从密度998.2kg/m3高位槽液面到出口列伯努利方程式，以地面为基准水平面，其中： z1=m 3 u1=0 z2=2m，p2=0，u2=0，流量增加后：管径增加时水面和出口处的伯努利方程式：其中： zz时：修算：仍处于完全乱流域，假设成立。 管径为60mm。 763.5mm，调查：在水面和出口代入伯努利方程：其中： z1=h，p1=0，u1=0 z2=2m，p2=0，u2=u，伯努利方程得到的管径：建设改造比较容易，因此选择增加管径较为合适。 下表为两者的比较：注：上表的数据修正计算依据：

9、支架550mm改性管径763.5mm。 从高位槽液面到流体出口列的伯努利方程式：其中，z1=h、p1=0、u1=0 z2=2m、p2=0、u2=0，如果不变：则能够代入伯努利方程式的罐通向大气，反应器以0.50MPa (表压)操作苯的流量为30L/min，试设管径，修正了泵的有效功率Ne。 解：设20时苯的密度为870kg/m3、粘度=0.66103 Pas、流速为2.5m/s，则选择252.5mm的无缝钢管。 实际流速为： 90标准弯头的阻力系数0.75、半开式闸阀阻力系数4.5、从罐液面到管路出口列伯努利方程式：其中，z1=0、p1=0、u1=0 z2=12m、p2，管径为29912mm，

10、全长为42m，原油的流量为62.5m3/h(1)在管路下游的l/3处并联连接相同直径的管子的话，原油输送流量会增加多少(2)为了使原油流量增加50，需要并联连接多长的管子？ 在管路下游的1/3并联连接相同直径的管时：并联前的、流体的粘度大，因此，可以假设并联管路后也是层流，并联后的阻力：即，解释：由于假设成立，使原油流量增大50%，3420的水在88.54mm的管内流动，水的流量为10 m 3 在管路上安装孔径d0为25mm的标准孔板，试着修正u字管压差修正的读取值(mmHg )和孔板的永久压力降。 解：查：在距离1605mm的空气管路上安装孔径75mm的标准孔板，孔板前的空气压力为1.2xl

11、05Pa，温度为25。 u字管压差修正的读数为145mmH20时，流过配管的空气的质量流量是多少，在一定值区，如果正确的话，认为是管内的实际流速，36是在l084mm的输送轻油管路上安装标准节流孔流量修正，测量轻油的流量。 已知孔板的孔径为60mm，运转温度下轻油的密度和运动粘度分别为770kg/m3和110-6m2/s。 u字管压差修正的读取值为1250mmH2O时，轻油的体积流量和质量流量分别是多少？流量系数c为常数时，u字管压差修正的最小读取值Rmin是多少？解：首先，假定为一定值，由此进行调查，然后进行调查，如上所述如果几乎没有变化，则考虑这是管内的实际流速，当C0为常数时，进行调查： 20、1ATM，空气密度为1.2