化工原理第一章习题.ppt

1,一、小结 1.重要公式 2.重要概念 3.重要仪表与设备,二、习题讲评 例1.轴功的计算 例2.流向判断 例3.高度的计算 例4.流速的计算 例5.复杂管路的计算,第一章 流体流动,2,第一章小结,1.重要公式,（2）连续性方程,（3）机械能衡算式,3,（4）其他重要公式,流量测量,-湍流速度分布,-层流,-光滑管内流体湍流流动的摩擦系数,-并联管路各支管压头损失,第一章小结,4,2.重要概念,流体微团 和连续介质模型 表压、绝压、真空度与等压面 流量与流速 稳定流动与不稳定流动 牛顿粘性定律和粘度及其影响因素 流体流动类型与雷诺数 层流与湍流的本质区别 边界层概念和边界层分离 当量长度与阻力系数,第一章小结,5,3.重要仪表与设备,（1）压差计结构及测量原理,（2）流量计结构及测量原理,单管压力计U型管压差计斜管压差计双液柱压差计,皮托管孔板流量计文丘里管流量计转子流量计,第一章小结,6,第一章习题,二、习题讲评,例1.轴功的计算,管道尺寸为1144mm，流量为85m3/h水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg（不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa，水从塔中流入下水道的摩擦损失可忽略不计。求泵的有效轴功率。,7,z1=0,u1=0p1=0（表压）,第一章习题,8,第一章习题,9,解：假设垂直小管中流体静止,例2 流向判断,喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。,第一章习题,10,小管中的水自下而上流动。,Et2Et3,？思考：小管多长时，水静 止不动？,第一章习题,11,小管中的水自上而下流动,？思考：若将垂直小管改为弯头小管，弯头迎着来流方向，如图所示，试判断此时弯头小管中水的流向。,Et2Et3,第一章习题,12,例3.高度的计算,如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6 105Pa，流体在管内的流速为1.0m/s。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：两液面的垂直距离,第一章习题,13,解：从1至2面列机械能衡算式,p1=0，p2=1.6105Pa（表压）=765kg/m3，H=0u1=u2=0,欲求（z1z2），只需求出Hf 即可,查摩擦系数图可得=0.027,第一章习题,14,第一章习题,15,例4.流速的计算,如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6 105Pa，两槽液面的垂直距离为30m。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：管路中输水量的大小,第一章习题,16,解：由机械能衡算式,-方程（1）,假设=0.02，带入方程（1）可得,u=2.107(m/s),查摩擦系数图可得=0.025,第一章习题,17,再以=0.025带入方程（1）可得,u=1.892(m/s),查摩擦系数图可得=0.0254，与=0.025基本相等。最终流速 u=1.892m/s,第一章习题,18,例5.复杂管路的计算,如图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将容器A中的盐酸输送到容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为0.5MPa、0.1MPa，两容器间的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不计，管壁绝对粗糙度=0.5mm。求：（1）该串联管路的输送能力；（2）由于生产急需，管路输送能力要求增加50%，现只有9根管路3，问用管路3分别在1和2上并联，哪个方案可行？,管路1（572.5、长50m）管路2（382.5、长50m）管路3（382.5、长6m）盐酸=2.0cP，=1150 kg/m3,第一章习题,19,解：（1）在容器A、B的液面间列机械能衡算式,代入机械能衡算式整理得,第一章习题,20,将式（2）代入式（1）并化简得,先假设 1 和 2 的初值，代入（3）式得 u1，再代入（2）式得u2由u1 和u2 分别计算Re1 和Re2，,可计算得到 1 和 2 的新值，以新值代入（3）式重复计算，直至前后计算获得的1 和 2 的值基本一致为止，通过如此试差可得：,第一章习题,21,u1=1.32m/s u2=3.28m/s,（2）方案一：在管路1上并联一管路3，其长也为50m,第一章习题,22,联立式（1）、（4）和（5），首先假设1、2和3 的初值进行试差计算，可得 u1、u2和 u3 的数值,方案二：在管路2上并联一管路3，其长也为50m，计算结果为,第一章习题,23,结论：方案二可行，方案一不可行。,第一章习题,