化工原理第一章9.单元练习ppt课件.ppt
单元练习,叶宏,本章需要掌握的公式：,1. 牛顿粘性定律,2. 雷诺数,3.,4.,5. 层流时的摩擦因数,6. 湍流时的摩擦因数,7.孔板流量计孔口流速,水的流量为10800 kg/h 时，U管压差计读数R为100 mm。粗、细管的直径分别为603.5 mm与423 mm。计算：,（1）1kg水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为多少Pa？（水的密度取为1000 kg/m3）,例题1,一. 单元演习,解：（1）1kg水流经两截面间的能量损失，设导管在上游的连接处为截面1-1，下游的连接处为截面2-2，并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程,式中 Z1 = Z2 = 0,将以上各数值代入柏努利方程式，解得,（2）与该能量损失相当的压强降,解：,此题为并联管路的计算问题，只要掌握了并联管路的特点，本题求解十分简单。,两并联塔器，1=10， 2=8(含进、出口损失)。两支管，l1=l2=5m，d1=d2=200mm,=0.02。两个闸阀全开， C= D =0.17。总流量Vs=0.3m3/h。,求： 当C、D阀门全开时， Vs1 /Vs2= ？hf=? 当C、D阀门关至C= D =20时， Vs1 /Vs2= ？hf=?,解：,因为d1=d2，所以Vs1/Vs2=u1/u2。,并联管路：hf= hf1 = hf2,据连续性，, 当C、D阀门全开时，Vs1 /Vs2= ？hf=?,由式、得：u2=5.03m/s,则：hf=(0.025/0.2+8+0.17)5.032/(29.81)=11.2m, 当C、D阀门关至C= D =20时， Vs1 /Vs2= ？hf=?,Vs1/Vs2=0.97,与前面的式联立得：u2=4.85m/s， hf=34.2m,1. 请说明管道流动中摩擦因子的确定方法。,2. 请写出雷诺数的表达式，并说明其物理意义。,反应了流动过程中，惯性力与粘性力的比值。,、用泵将15 的水从一个大贮水池送至一敞口容器，如右图所示。槽内的水面高于池中水面50m，且水面维持不变，管道内径为76mm，泵的输水量为34m3/h，管道总摩擦损失为105J/Kg，如果泵和电机的总效率为55%，试问电机所需要的功率为多少？,其中：m为输送流体的质量流率,可由输水量求得； 为泵和电机的总效率、 g 为重力加速度； He为离心泵提供的压头，需由伯努利方程求得。,电机功率,解：选择截面列伯努利方程，可供选择的截面有：11、33截面； 11、44截面； 22、33截面；22、44截面；,在11、44截面之间建立Bernoulli:,则：,在11、33(管外侧)建立Bernoulli：,代入伯努力方程，有：,因此，,选择管内侧和管外侧为衡算截面的区别？,如果选择出口管内侧为3-3衡算截面，则：,截面上的速度为管道内的流速，压力为截面上的压力，出口阻力为零。,如果选择管外侧为衡算截面，则：,由于截面的面积较大，截面上的速度零，压力为大截面上的压力，与选择管内侧为衡算截面的压力相同；出口阻力为一倍速度头。,33面图示,、如下图所示的输水系统, 用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,管道直径均为833.5mm,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为4.8m, 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。,当输水量为36m3/h时，进水管道的全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg，压力表的读数为2.5kgf/cm2，泵的效率为70%。试求： 两液面的高度差H为多少m? 泵所需的实际功率为多少kw? 真空表的读数多少kgf/cm2?,解：选取截面如图所示。0-0面：u0、p0、z0已知；1-1面： u1、z1已知，p1未知； 2-2面： u2、 p2、 z2已知；3-3面： u3、 p3 已知，z3未知 ； He未知。以0-0为基准面。,若在0-03-3之间建立Bernonlli方程，因为 He未知，无法求出H。 在2-23-3之间建立Bernonlli方程。,得到 H29.74m,在0-03-3之间建立Bernonlli方程。,得到：He=30.44mH2O298.6J/kg，Ne=HeVg2986W N轴Ne/4266W,在0-01-1之间建立Bernonlli方程。,、 层流和湍流的本质区别是 a.湍流流速层流流速； b. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； c. 层流的雷诺数湍流的雷诺数； d. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。,、流体在圆形管路中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 倍。,、a.空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，Re值将 ； b.测量流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计，当流量增大时，转子两端压差值将 。 c.流体在圆形等径直管中呈湍流流动时，管中心处的点速度约为截面平均速的 倍；若流体处于完全湍流区，平均流速增大至原来的2倍时，能量损失约为原损失的 倍。,、1.液体的粘度随温度升高而 ，气体的粘度随温度的升高而 。 2. 在测速管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表 ，液体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表 。 3. 在流体阻力实验中，以水作工作介质所测得的直管摩擦系数与雷诺数的关系适用于 流体。 4. 当流体在管内流动时，如要测取管截面上流体的速度分布，应选用 测量。 5.并联管路的特点是：并联各管段压强降 ；主管流量等于并联的各管段 ；并联各管段是管子长、直径小的管段通过的流量 。,支管越长、管径越小、阻力系数越大流量越小； 反之 流量越大。,、若水槽液位不变，、点的流体总机械能的关系为： a. 阀门打开时， ； c.阀门打开时， ；d.阀门打开时， ；,、 U型管压差计测得： a. A、B间的阻力损失； b. A、B间的压强差； c. A、B间的位头差加阻力损失；d. A、B间的位头差。,如图所示，。,孔板：d0=16.4mm c0=0.63 -pf=6104pa管路：382.5mm lAB=30m =0.022离心泵：N轴=800W =0.62,求： -pAB=? NAB/Ne=?,a.含流量计的管路计算,解： -pAB=?,未知数pAB u,需列两式。,在A、B截面间列机械能衡算方程,u=?,孔板流量计公式,所以：, NAB/Ne=?,NAB=(-pAB)Vs=9.661041.7510-3 =169.05W,Ne=N轴=8000.62=496W,则：,NAB Ne 169.05/496=0.341,如图所示，液体在等径管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数R的关系式为 。,米糠油在管中作层流流动，若u、d不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失_。,流体在等径水平直管的流动系统中：层流区：压强降与速度_次方成正比。完全湍动区：压强降与速度_次方成正比。,为了增大灵敏度,水在垂直管中流动，如附图左图所示，已知h=100mm,1-2截面间距为1m，试求：(1)hf,1-2；(2)（p1-p2）之值；(3)若水反向流动，流速及设备条件不变，如右图所示，h的值是多少?,单元测验,右图所示，水由高位槽经管道从喷嘴流出，已知d1=125mm，d2=100mm，喷嘴d3=75mm，压差计读数为80mmHg，若忽略阻力损失，求H和pA(表压),
