化工原理第一章習(xí)題課

1、 掌握一些基本概念：如密度、粘度、流速、流量、壓強(qiáng)。 掌握靜力學(xué)方程及其應(yīng)用。 掌握流體流動(dòng)形態(tài)及其判別。 掌握機(jī)械能衡算式及柏努利方程。 掌握流動(dòng)阻力的計(jì)算。 主要公式： 第一章基本要求： 靜力學(xué)方程： 連續(xù)性方程式：A1v1=A2v2 (不變） 柏努利方程式： 雷諾數(shù)計(jì)算式：Re=dv/ 2000 層流； =20004000 過(guò)渡態(tài)； 4000 湍流 p2 p0 g h fs W p gHW p gH 2 2 2 2 1 2 1 1 2 v 2 v fe H g p g HH g p g H 2 2 2 2 1 2 1 1 2 v 2 v 流動(dòng)阻力計(jì)算式： 層流：=64/Re 湍流：經(jīng)驗(yàn)公

2、式及查圖法。 2 2 e f ll v H dg g v d l H f 2 2 例1：一無(wú)變徑管路由水平段、垂直段和傾斜段串聯(lián)而 成，在等長(zhǎng)度的A、B、C三段兩端各安一U形管壓差計(jì)。 設(shè)指示液和被測(cè)流體的密度分別為和，當(dāng)流體自下而上 流過(guò)管路時(shí)，試問(wèn)：（1）A、B、C三段的流動(dòng)阻力是否 相同？ （2）A、B、C三段的壓差是否相同？ （3）3個(gè)壓差計(jì)的讀數(shù)、是否相同？試加以論證。 （1）因流動(dòng)阻力 ，該管路A、B、C 3段 的 、l、d、u均相同， （2）在A、B、C三段的上、下游截面間列柏努利方程式： CfBfAf hhh , f h up gZ up gZ 22 2 22 1 2 11 1

3、 2 2 u d l h f 化簡(jiǎn)，得 A段： (a) B 段： (b) C段： （c） 比較上面3式： Zghp f AfA hppp ,21 BBfB glhppp ,43 aglchppp cfC sin ,65 ACB ppp （3）由流體靜力學(xué)基本方程式 A段： B段： C段： 整理，得 （d） （e） （f） AA gRpgRp 021 BBB glgRpgRp 043 aglgRpgRp CCC sin 065 g pp RA )( 0 21 g glpp R B B )( )( 0 43 g aglpp R C C )( sin)( 0 65 將（a）、（b）、（c）3式分別代

4、入式（d）、（e）、(f）： 由（1）知 g h R Af A )( 0 , g g R Bf B )( 0 , g h R Cf C )( 0 , CfBfAf hhh , CBA RRR 分析：由題的結(jié)論已經(jīng)知道：R所包含的不光是兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)壓 強(qiáng)的變化，還包含位能的變化。實(shí)際上，R所代表的僅僅是流 動(dòng)阻力。如果概念清楚，由 可直接得出 的結(jié)論。 CfBfAf hhh , CBA RRR 【例2】 料液自高位槽流入精餾塔， 如附圖所示。塔內(nèi)壓強(qiáng)為1.96104Pa （表壓），輸送管道為362mm無(wú)縫 鋼管，管長(zhǎng)8m。管路中裝有90標(biāo)準(zhǔn)彎 頭兩個(gè)，180回彎頭一個(gè)，球心閥 （全開(kāi)）一個(gè)。為使料

5、液以3m3/h的流量 流入塔中，問(wèn)高位槽應(yīng)安置多高？（即 位差Z應(yīng)為多少米）。料液在操作溫度 下的物性：密度=861kg/m3；粘度 =0.643103Pas。 解：取管出口處的水平面作為基準(zhǔn)面，在高位槽液面1-1 與管出口截面2-2間列能量方程： g v d l H sm d q v Papp vzzz H g v g p z g v g p z f v f 2 /04.1 032.0785.0 3600 3 4 1096.10 00 22 2 2 21 2 2 2 4 21 121 21 2 22 2 2 11 1 阻力損失 式中 4 . 6 5 . 1180 75. 090 5 . 0

6、039. 0 1046. 4 10643. 0 86104. 1032. 0 Re 00938. 0 32 3 . 0 d mm3 . 0 4 3 球形閥（全開(kāi)） 回彎頭 標(biāo)準(zhǔn)彎頭 ）進(jìn)口突然縮?。ㄈ牍芸?局部阻力系數(shù)查得為： 查莫迪圖，得 湍流 ，則：取管壁粗糙度 dv 【練習(xí)題練習(xí)題1 1】如下圖所示的CO2水洗塔供水系統(tǒng)，水洗塔頂 部絕對(duì)壓強(qiáng)為2250 kPa，貯槽水面絕對(duì)壓強(qiáng)為300 kPa 。 塔內(nèi)水管與噴頭連接處，高于水面20 m ，輸水管規(guī)格為 573.5 mm 鋼管， 送水量為15 m3.h-1 ，設(shè)管路摩擦 能量損失為49 J.kg-1， 試求水泵的有效功率。水的密度 1000 kg.m-3。（ 9154w） 【練習(xí)題練習(xí)題2 2】如圖所示輸水系統(tǒng)。已知:管路總長(zhǎng)度(包括 所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度) 為100m，吸水池液面到壓力表的 阻力當(dāng)量長(zhǎng)度為80m,管路摩擦系數(shù)=0.025，管子內(nèi)徑為 0.0