华东理工，化工原理第一章04.ppt

* 工程计算(一)水平管输油 在250kPa的压差下输送ρ=800kg/m3, μ=0.1Pa·s的油品，管长l+le =10km, 管内径d=300mm。 求: 流量为多少m3/s？ 解：画简图，从1至2排机械能守恒式 因μ较大，可先设Re2000， 层流 验 原设成立，计算有效 工程计算(二)高位槽送液 由一高位槽向搅拌反应器送料，料液性质同 20℃的水，流量1.3l/s, 镀锌铁管φ42×3mm, 管长10m，90°弯头4个，闸阀(全开)1个。 试求：Z应为多少m。 解： 查90°弯头ζ=0.75,闸阀全开ζ=0.17,出口ζ=1 取ε=0.2mm,ε/d=0.0056,查λ=0.033 由高位槽液面至反应器液面作机械能衡算 两个工程计算的不同特点： 1．已知设备状况，求生产能力(输送能力) ----操作型问题 2．已知生产能力要求，求设备状况 ----设计型问题 6 管路计算 6.1 变量分析 6.1.1 变量 质量守恒式 机械能衡算式 摩擦系数计算式 其中物性参数 μ、 ρ已知 设备参数 l、d、ε 、Σζ 操作参数 qV、u、P1、P2 中间变量 λ 9个变量，需给定6个独立变量，可求其它3个 按计算目的可分为两类 设计型计算: 给定 qV、 P2、l、ε 、Σζ 选择 最优 u 求 P1 、d 操作型计算: 给定 d、P1 (或qV)、P2 、l、ε 、 Σζ 求 qV(或P1) 6.1.2 阻力损失压差—管路状况—流量三者关系 结论：①管路状况一定，qV↑,hf↑ ②hf (ΔP)一定, ζ↑,qV↓ ③qV一定, ζ↑,hf↑ 图中，ζ↑,则hfAB____, pA____,pB____,为什么 若水流方向相反呢， ζ↑,则hfAB___,pA__,pB__ 结论： 阀门关小，上游压强上升，下游压强下降， 压差增大 阀门开大，上游压强下降，下游压强上升， 压差减小 判断1： ζB不变，ζA↑，h1__,h2__,(h1-h2)__； ζA不变，ζB↑，h1__,h2__,(h1-h2)___ 判断2： 阀关闭时,压强 阀打开时,压强 , 若水流方向相反呢, , 判断3：以下说法是否正确 ①阀门调节流量是由于改变了管道的截面; ②任何管路，流量qV↑必有hf↑ ; ③阀关小， 中ζ↑, u↓,而hf 的变化无法判断。 判断4： 发生了什么问题？ ①如何判断上游、下游？ ②如何判断泄漏与阻塞？ 判断5：橡皮水管出水时,将管子出口捏扁， 出水速度、流量如何变化？ 判断6： ζ1↑, qV__,qV1__, qV2__,qV3__ 工程实例： 开工3~5分钟 后就干锅 什么原因？ 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,