化工原理习题课..ppt

1.为了确定容器中石油产品的液面，采用如附图所示的装置。压缩空气用调节阀1调节流量，使其流量控制得很小，只要在鼓泡观察器2内有气泡缓慢逸出即可。因此，气体通过吹气管4的流动阻力可忽略不计。吹气管内压力用U管压差计3来测量。压差计读数R的大小，反映贮罐5内液面高度。指示液为汞。 解 （1）在本例附图所示的流程中，由于空气通往石油产品时，鼓泡速度很慢，可以当作静止流体处理。因此可以从压差计读数R1，求出液面高度Z1，即 2. 当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为__________,其摩擦阻力系数λ为________. 3. 如图所示，用内径d＝100mm的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度H＝4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失，沿管长均匀发生，hf A-B＝3·ｕ2/（2ｇ）。求： （1）水在管内的流速ｕ及流量Q （2）管道中点处M的静压强PM。假设AB高度差为3m （1）列0－0与2－2截面柏努利方程： Z0＋P0/ρｇ＋ｕ00 /2ｇ＝Z2＋P2/ρｇ＋ｕ22 /2ｇ＋∑ｈf 以2－2截面为基准面，Z2＝0，u0＝0，P0＝P2 ∴4＝ｕ22 /2ｇ＋3ｕ22 /2ｇ＝4×ｕ22 /2g 解得 ｕ2＝4.43 m.s-1 ∴V＝ｕA＝0.785×0.12×4.43 ＝0.0348 m3.s-1＝125 m3.h-1 （2）列M点与出口截面的柏努利方程 ZM＋PM/ρｇ＋ｕM2 /2ｇ＝Z2＋P2 / ρｇ＋ｕ22 /2ｇ＋∑ｈf M-2 1＋PM /ρｇ＋ｕM2 /2ｇ＝ｕ22 /2ｇ＋3/3×ｕ22 /2ｇ ∵ ｕM＝ｕ2 ∴PM/ρｇ＝3/3×ｕ22 /2ｇ－1 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为200mm，试问测量段的阻力为多少？ 4. 在内管为φ180×10mm的套管换热器中,将流量为 3500kg.h-1的某液态烃从 100℃冷却到60℃,其平均比热为2.38kJ.kg-1.K-1,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,平均比热为4.17kJ.kg-1K-1,基于传热外面积的总传热系数K0=1800w.m-2K-1, 设其值恒定,忽略热损失。试求： (1)冷却水用量； (2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。 冷却水用量 ｗh Cph (T1 -T2 )＝ｗc Cpc(t2 -t1 ) 3500×2.38×(100-60)＝ｗc× 4.17×(50-40) ｗc ＝7990kg.h-1 Δt逆＝(50-20)/ｌｎ(50/20)＝32.75℃ Δt并＝(60-10)/ｌｎ(60/10)＝27.91℃ Q＝KAΔtm Q＝7990×4.17×(50-40)=3.332×106kJ.h-1 ∴ A＝3.332×105/[(1800/1000)×32.75×3600] ＝1.57 (m2) πｄ0 ｌ＝1.57 3.14×0.18×ｌ＝1.57 ∴ ｌ逆＝2.77(m ) A并＝3.332×106/[(1800/1000)×27.91×3600]＝1.84 (m2) 3.14×0.18×ｌ并＝1.84 ∴ ｌ并＝3.26 (m ) 解：文丘里管上游测压口处的压强为 p1=ρHggR=13600×9.81×0.025 =3335Pa(表压) 喉颈处的压强为 p2=－ρgh=－1000×9.81×0.5=－4905P（表压） 空气流经截面1-1与2-2的压强变化为 在截面1-1‘与2-2’之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。两截面间无外功加入，即We=0；能量损失可忽略，即 =0。据此，柏努利方程式可写为 用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa（真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3/h，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。管路直径为60mm。 解：取贮槽液面为1―1截面，管路出口内侧为2―2截面，并以1―1截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程。 某板框压滤机共有10个框, 框空长、宽各为500 mm, 在一定压力下恒压过滤