化工原理第一章习题课

1、 掌握一些基本概念：如密度、粘度、流速、流量、压强。 掌握静力学方程及其应用。 掌握流体流动形态及其判别。 掌握机械能衡算式及柏努利方程。 掌握流动阻力的计算。 主要公式：第一章基本要求： 静力学方程： 连续性方程式：A1v1=A2v2 (不变） 柏努利方程式： 雷诺数计算式：Re=dv/ 2000 层流； =20004000 过渡态； 4000 湍流p2 p0 g h fsWpgHWpgH222212112v2vfeHgpgHHgpgH222212112v2v 流动阻力计算式： 层流：=64/Re 湍流：经验公式及查图法。22efll vHdggvdlHf22例1：一无变径管路由水平段、垂直

2、段和倾斜段串联而成，在等长度的A、B、C三段两端各安一U形管压差计。设指示液和被测流体的密度分别为和，当流体自下而上流过管路时，试问：（1）A、B、C三段的流动阻力是否相同？（2）A、B、C三段的压差是否相同？（3）3个压差计的读数、是否相同？试加以论证。（1）因流动阻力 ，该管路A、B、C 3段的 、l、d、u均相同， （2）在A、B、C三段的上、下游截面间列柏努利方程式： CfBfAfhhh,fhupgZupgZ222221211122udlhf化简，得 A段： (a) B 段： (b) C段： （c）比较上面3式：ZghpfAfAhppp,21BBfBglhppp,43aglchpppc

3、fCsin,65ACBppp（3）由流体静力学基本方程式A段： B段：C段：整理，得 （d） （e） （f） AAgRpgRp021BBBglgRpgRp043aglgRpgRpCCCsin065gppRA)(021gglppRBB)()(043gaglppRCC)(sin)(065将（a）、（b）、（c）3式分别代入式（d）、（e）、(f）： 由（1）知 ghRAfA)(0,ggRBfB)(0,ghRCfC)(0,CfBfAfhhh,CBARRR分析：由题的结论已经知道：R所包含的不光是两个测压点压强的变化，还包含位能的变化。实际上，R所代表的仅仅是流动阻力。如果概念清楚，由 可直接得出 的

4、结论。 CfBfAfhhh,CBARRR【例2】 料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。塔内压强为1.96104Pa（表压），输送管道为362mm无缝钢管，管长8m。管路中装有90标准弯头两个，180回弯头一个，球心阀（全开）一个。为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。料液在操作温度下的物性：密度=861kg/m3；粘度=0.643103Pas。 解：取管出口处的水平面作为基准面，在高位槽液面1-1与管出口截面2-2间列能量方程：gvdlHsmdqvPappvzzzHgvgpzgvgpzfvf2/04.1032.0785.03600341096.1000

5、2222212224211212122222111阻力损失式中4 . 65 . 118075. 0905 . 0039. 01046. 410643. 086104. 1032. 0Re00938. 0323 . 0dmm3 . 043球形阀（全开）回弯头标准弯头）进口突然缩小（入管口局部阻力系数查得为：查莫迪图，得湍流，则：取管壁粗糙度dv 【练习题练习题1 1】如下图所示的CO2水洗塔供水系统，水洗塔顶部绝对压强为2250 kPa，贮槽水面绝对压强为300 kPa 。塔内水管与喷头连接处，高于水面20 m ，输水管规格为573.5 mm 钢管， 送水量为15 m3.h-1 ，设管路摩擦能量损失为49 J.kg-1， 试求水泵的有效功率。水的密度1000 kg.m-3。（ 9154w） 【练习题练习题2 2】如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度) 为100m，吸水池液面到压力表的阻力当量长度为80m,管路摩擦系数=0.025，管子内径为0.05m，水的密度=1000