化工原理题教学内容（最全）.doc

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u

u例3：如图所示，常温下水在水平等径管内以一定的流量流过。1-1’和2-2’两截面间的压差为2.472kPa。

u试问当分别采用正U形水银压差计、斜管压差计(α=30°)及倒U形压差计测量时，三者读数R各为多少？

解：ρHg=13600kg/m3，ρH2O=1000kg/m3。

(1)普通U形管压差计(水银—水)

R=p1—p2=2472=0020m

1(PHg—PH2O)g(13600—1000)×9.81.

(2)斜管压差计(水银—水)

R0.020

2sinαsin

2sinαsin30

(3)用倒U形压差计(水—空气)

R=p1—p2=2472=0.252m

3Pg1000×9.81

H2O

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课堂练习

u用串联U管压差计测量蒸汽压，指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离

锅中分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。水面与基准面间的垂直距离h=3m。

锅中

5

u大气压强Pa=99.3kPa。

u试求锅炉上方水蒸气的压强P。

1、确定管道中流体的流量

例：20oC的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，文丘里管的上游接一水银U形管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。当U形管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。

当地大气压强为l01.33103Pa。空气的平均密度为1.20kg/m3.

空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。

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2、确定容器间相对位置

例：密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为

9.8l×l03Pa，进料量为5m3/h。连接管直径为φ38×2.5mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)。

试求高位槽内的液面应比塔的

进料口高出多少?

3、确定输送设备的有效功率

例：用泵2将贮槽1中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器3内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33kPa。蒸发器上部的蒸发室内操作压强为200mmHg(真空度)。蒸发器进料口高于贮槽内的液面15m，输送管道

的直径为φ68×4mm，送料量为20m3/h，

溶液流经全部管道的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。

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例：用压缩空气将密度为1100kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。管路直径均为

φ60×3.5mm，其它尺寸见本题附图。管路进出口能量损失

可忽略不计，各管段的能量损失分别为Σh=1.18u2

f,

f,BC

Σh=Σh=u2

试求,AB当Rl=4f5,EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up14(CD),m)m，h=200mm时，

(l)压缩空气的压强p1为若干；

(2)U管压差计的读数R2为多少。

e

e’

例题

u某输送管线，管长为1000m（包括局部阻力

的当量长度），管径为50mm。若分别输送水(ρ=1000kg/m3,μ=1厘泊）、

乙二醇(ρ=1113kg/m3,μ=23厘泊）和甘油(ρ=1261kg/m3,μ=1499厘泊）。

u试计算管内流速为1m/s时，此三种流体在光滑管道中的阻力损失。

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u例：用泵把20oC的苯从地下贮罐送到高位槽，流量为

300L/min。高位槽液面比贮罐液面高10m。泵吸入管用φ89×4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀(可粗略地按旋启式止回阀全开时计)、一个标准弯头；泵排出管用φ57×3.5mm的无缝钢管，直管长度为

50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。贮罐

及高位槽液面上方均为大气压。设贮罐液面维持恒定。试求泵的轴功率，设泵的效率为70%。

u解：取贮罐液面为上游截面1-1’，高位槽液面为下游截面2-2’，并以截面1-1’为基准水平面。在两截面间

列柏努利方程式，即：

式中Z1=0，Z2=10m，p1=p2，u1≈0,u2