化工原理第一章習(xí)題課

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(ρ不變）柏努利方程式：

雷諾數(shù)計(jì)算式：Re=d·v·ρ/μ

≤2000層流

；=2000～4000過(guò)渡態(tài)；

≥4000湍流

p2＝

p0＋gh

流動(dòng)阻力計(jì)算式：層流：λ=64/Re湍流：經(jīng)驗(yàn)公式及查圖法。

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、C3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：

化簡(jiǎn)，得A段：(a)

B段：(b)

C段： （c）比較上面3式： （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）將（a）、（b）、（c）3式分別代入式（d）、（e）、(f）：

由（1）知∴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?！纠?】料液自高位槽流入精餾塔，如附圖所示。塔內(nèi)壓強(qiáng)為1.96×104Pa（表壓），輸送管道為φ36×2mm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）一個(gè)。為使料液以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ρ=861kg/m3；粘度μ=0.643×10－3Pa·s。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：【練習(xí)題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2250kPa，貯槽水面絕對(duì)壓強(qiáng)為300kPa。塔內(nèi)水管與噴頭連接處，高于水面20m，輸水管規(guī)格為φ57×3.5mm鋼管，送水量為15m3.h-1

，設(shè)管路摩擦能量損失為49J.kg-1，試求水泵的有效功率。水的密度ρ＝1000kg.m-3。（9154w）【練習(xí)題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)λ=0.025，管子內(nèi)徑為0.05m，水的密度ρ=1000kg.m-3,泵的效率為0.8,