化工原理第一章05.ppt

* 工程实例： 开工3~5分钟 后就干锅 什么原因？ 问题：某塔底部接一Π形管，管长LAB=3m，LAC=4.5m (以上管长均包括局部阻力的当量长度)，管径d=20mm，直管摩擦系数λ=0.02，Π形管出口与B点的高度差H=1.5m,塔内压强为大气压，塔上部流下的液体量qV=0.32L/s。试求： (1)当连通管上的阀门开启、 流动达到稳定时， 塔底液面高度h为多少？ (2)当连通管上的阀门关闭、 流动达到稳定时， 塔底液面高度h为多少？ 答： 1．阀开时，由液面至B截面列方程 2．阀关时，由液面至C截面列方程 h=-1.209m 6.2 简单管路计算 层流状态下 为显函数，可直接求解 湍流状态下 为隐函数，常要试差求解 常可先设λ在阻力平方区，再根据计算所得Re修正λ。 6.2.1 串联管路计算 方程特点：hf总=hf1+hf2+hf3 qV=qV1=qV2=qV3 注意各段阻力计算的 u、l、d、λ的不同 6.2.2 复杂管路计算 并联管路计算 分流或合流时，有能量的损失和交换，有时ζ0 对于长管，三通处的阻力相对很小可忽略 方程特点： qV总=qV1+qV2 注意hf不要重复计算 工程计算(一) 原有一长输油管路, 直径d1=1m, 流量为qV1,现为了增加输油量的50%, 在原来的长管旁并接一根直径为d2的长管。已知油在原管道中为层流。 求：d2=? 解：∵ hf 1=hf 2, ∵qV2qV1,则 d2d1, u2u1, ∴Re2Re1,小管中也为层流 或 得 ， 工程计算(二) 已知：泵提供给流体的能量he=150J/kg, lAB= 20m, lBC=20m, lBD=30m(均已包括le), dAB=38mm，dBC=25mm，dBD=25mm，各管λ=0.025。 求：qVC, qVD(m3/s) 解：从B点至C点, 机械能衡算 从B点至D点, 机械能衡算 由于zC=zD, pC=pD=pa 得 由 得 uC=1.21uD ，∵dC=dD, ∴ qVC=1.21qVD qV=qVC+qVD=2.21qVD 从0点至D点, 机械能衡算 和 代回衡算式，得 150=6×9.81+(2.5+6.43)×107q2VD 得 qVD=1.01×10-3 m3/s qVC=1.21qVD=1.22×10-3 m3/s 有一种特殊情况，可化隐式为显式 已知： 求：qV 解：由能量衡算 全为已知数，由 求出λ，再求 u, qV 6.2.3 分支与汇合管路计算 P1P2P3 有三个式子， 管2的流向看P2与P0大小 ,进0点为正，出0点为负 当P2=P3时，相当于并联管路 练习： ①在直径相同的圆管中,分别流着黏油和清水, 若Re数相同,则：油速 水速； ②流体流过串联管路 dAdB, 则ReA ReB； ③在直径相同的两水平圆管内,分别流着常温 常压下的空气、水,流速相同,且均为湍流, 则Re气 Re水, 单位管长，hf气 hf水, 气 水 ①解： ， ， ∵v油v水，∴u油u水 ②解： ， d大，Re小 ③解： ，∵v空气v水，∴Re空气Re水, ，∵λ空气≥λ水，∴hf空气≥hf水 ④直管中hf ∝ , 层流时, a= , b= ； 充分湍流时, a= , b= ； 光滑管 , a= , b= . ⑤A、B为两个相同的阀, 原A阀半开, B阀全开, 现A阀全开, B阀半开, 则qV , pC , pD , pE .