化工原理-流体流动

331 0.6 m

0.4=104×0mρ=1372kg/m3mO2N2和%压力9.81×104Pa100℃时100℃=273+100=373KMm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01=28.96kg/m31-3a气平均9.8110 m 8.314

0.916kg/m33h=0.7ρ3，1 1层高h=0.6m、ρ=1000kg/m3。2 2判断下列两关系是否成立即 计算在玻璃管内高。立 'A因AA同内并在同平面上所以截面A-A'称等压面。关系不能成立B两点虽在静止同平面上但不是连通着的同种B-B'不是等压面。2计算玻璃管内高h 由上面讨论ApA=p'A

p

即AAgh1+ρghAA1 2 222是 gh+ρgh=p+ρgh1 1 2 2 a 2800×0.7+1000×0.6=1000h得 h=1.16mU，R=200mm两截面间压强差。UUa-a'a-a'pa=pa'pa=p1ppga 2M Rgpp1 2ggp1p2p1p2×题附图蒸汽锅炉装一复U形银测计24间充满z=2.1zz=2.0z=0.7z=2.5。0 2 4 6 7按同一种止按同一种止连通器内、同一平强相故有p1=p2 p3=p4 p5=p62=p1 即p=p+ g2 a iz0 1z）对平3-4而言，3 4 2对平5-6有p=p=pgz4 2z）6 4 i锅炉蒸汽强p=p+ gz4 5z）=pg6z7 6z）=p+zzgzzgzzgzz）i 0 1蒸汽表

i 4 5 4 2 7 6ppgzz+zzgzz+zz）a i 0 1 4 5 4 2 7 6×××5=3.05×105Pa=305kPad=4Vsu【例】 某厂要求安装一输量30m3/h路试选择合适径。d=4Vsu中

303600

m3/s1-1选取u=1.8m/s0.7851.8d m0.7851.8×径为：d=89－（4×2）=81mm=0.081m因此水在输送内的实际流速为：303600u 0.78508

1.62m/s1【例7】 在稳流动系统水连续从粗流入细。粗内径dm细内径12d=5c40331-202V 4103u 1 1

4

0.51m/s根据不可压缩流体的连续性方程uuA u11 22由此u d2

1022 1u d1 2

5 5

4倍2 u=4u=4×2 【例】 以为槽的液面应该比塔入口处高出多少米？u1p1均为已知值。2－2在1－1及2－2截面间列柏努利方程：gZ p u1p1均为已知值。2－2在1－1及2－2截面间列柏努利方程：gZ p u1121gZ22p u22 22hf式p1故即1≈0，Z=p=uZ=0h g1222f将上述各项数值代入则=2+1.22x=1.2m计算结果表明动能项数值很小流体位能的降低主要于克服路阻力。20附U20mmU、h=0.5m101.33×103Pa。解：测口p1=ρgR=13600×9.81×0.025Hg=3335Pa(表)）2-2'变化为p p1 2

7.9%20%p 1

3335故按缩体来理。平均密度273101330133354905

M Tp0 m

29

1.20kg/m3m 22.4Tp0

22.4

293101330之间列柏努利方程式以道心线作基准平面两截面间无外功e加W=0；即ef

=0据柏努利方程式写为gZ 1u221p1gZ 2u222p2式gZ 1u221p1gZ 2u222p2式Z1=Z2=0以u2211.2 22u21.2简化得u2u2（a）2 1据连续性方程 u1A1=u得u u 1u 1 uAd20.08221A21d210.02u2=16u1（b）1 1解得 u1=7.34m/sVs36004

d2u1

36004

0.0827.34132.8m3/h【例1-10】本题附虹吸内作定态动路没有变化经路的以算3-3'1.0133×105Pa标注mm及子出口内6666，f=f=gZ 1 1gZ 2 2u2pu2p1222Z1=1m Z6=0p1==u1≈0并简化得1u226s由于管路直径无变化则管路各截面积相等。根据连续性知V=Au=常数管内各截面的流速不变su2=u3=u4=u5=u6=4.43m/s234则 u2u2 u2342 2

u2 u5 62 2

9.81J/kgE相等EgZu22

p处的总机械Z=2au总机械能为E9.813

1013301000

130.8J/kg则Z2Z=3Z4=3.5Z5=3。的强 u2 p E 2gZ

1000120990Pa2 2 2的强 u2 p E 3gZ

130.89.819.81

100091560Pa3 2 3的强 u2 p E 4gZ

130.89.819.813.5

100086660Pa4 2 4的强 u2 pE 5gZ

130.89.819.81

100091560Pa5 2 5从以上结果以看出强不断变化这是位能与静强反复转换的结果。【例】 用泵将贮槽密度的溶液送到蒸发器内贮槽内液面维持恒定，0P3，。112111gZ u2p W gZ u2 p h112 21 2 e 2 2 fZ10 Zm p1p2120u

1.97m/s2 0.785f

0.062

1.7

26670W e

NNeN=W·we esw V2012006kg/ss s3600Ne7实际所不是故称N为NNe

1.65N0.65

2.54kW【例1-12】 试推导下种形状当计算道长形长和宽分别、b；2套d1d。2d 4Ae b 故d 4ab 2abe b b2 Ad2d2d2d2 4 1 4 2 4 1 2d1故2

1

d2 214d2d 21de d1

d2

dd1 20P6m0个球心阀个球心阀全开一个使以3m3/h的量问差Z0－P·。出口处的水平面作基准面面1－1截面2－2间列柏努利方程gZ1p u1221gZ2p2u222hf式Z1=Z Z2=0pu1≈0p602u 2 Vs33600d20.780.03221.04m/s阻力损失lu2f d 20.30.00938d 32Re

du

1.04103

10

1-23局部阻力系数由1-4查得90°标准弯头 180°头 球心阀全开) 故h 0.9 8 0.520.51.56.41.42

f =10.6J/kg

2Zp

p2g

u2 2 2g g

1.961048619.81

4229.81

10.69.81

3.46m2u2=1-14u1303P。1-47得2dh flu2又 du2Re2

将上式乘得到与u无关无因次2d32hff

3）Re2

l2s因是e及dR2d及Re图9下Re2u式3R2，R2d9Ru及V。s式得Re2

2d32hf l2f

2(0.082)3(1000)250138103)2

4108R2及daR505Re 1.51053u d

1.3s：V d2s 4

785(08)28366103m3/34.83/h1-15并联图03123=800d1d2md3AB间。1-54

1 2 31

0.3

0.0005d12d23d3

0.30.3

0.00060.0003751-2371 2 3650.01712005650.0171200550.01771500850.0156800s1 s2 s3又Vs1+Vs2+Vs3=3m3/s故3Vs10.0617

m3/s0.03433Vs20.0617

0.40m3/s0.1623Vs3

1.88m3/sRe

du

d

4Vsd2 d4=1Pa·s 3Re

41000Vs

1.27105Vs103d故Re1.271061

0.720.60.4

d1.52106Re 1.271062

0.5

1.02106Re1.271063

1.880.8

2.98106Re1Re2Re31-23以上计算正确。ABhf1-56lV2

87022h 11s1

110J/kgf 2d51

25方49×103Pa。现已估算当管上阀门全开且达规定值时各段管阻力损失是：1―12―2201J/kg；2―23－方49×103Pa。现已估算当管上阀门全开且达规定值时各段管阻力损失是：1―12―2201J/kg；2―23－34―450J/kg在管动时动能很小可以忽略。各截面离地面垂直距离见本题。解1―12―2截面间列柏努利方程以地面基准水平面。22gZ p1u122

gZ

p2 u

h1 2

2

f121式中 Z1=5m p1=49×103Pa u≈012 2 2 Z、p、u2 2 2 －2设E22E2=Z2+p2u22方程得2W Ee 2

510710

E 2

(a)由上式可知需找2―2处E才能求W。根据支管E可2 e 2E3E4算2―23－32－24－4需的能不了保证同时完成支管任务提供能应同时满足支管需能。因此应别计算支管需能选取能要求较支管来决定E2的值。2－23－3E柏努利方程求 。E2E gZ p3

98.07

602 3

f23

710=1804J/kg2－24－4之间E2E gZ p4

10

502 4

f24

710=2006J/kg比较结果，当 E2=2006J/kg时才能保证输送任务。将 E2值代入式（a），得We=2006－98.06=1908J/kg通过泵的质量流量为w 1080064007kg/ss 3600泵的有效功率为e Ne=Ww=1908×e 泵的轴功率为NNe

0.6

15.2kW22到4―4的流量正好达到6400kg/h的要求时，油品从截面2―2到3―3的流量在管路阀全开时便大于10800kg/h33以提高这一支管的能量损失，使流量降到所要求的数值。习 题2 2 燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含 O2，O，N，H（体积%）。试求温度为 500℃、压强为 101.33×103Pa时，该混合气体的密度。2 2 在大气压为 101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表数为 9.84×104Pa。在大气压为 8.73×104Pa的地区使塔压强的数值，真空表数为多有一的，其为3.46m的油。求的压强，以 Pa表。压强是压强是表压强的密度为 1000kg/m3，油的密度为 916。4．为测量体的量，1-7所的。调节阀使压空气地通过入。测得 U压计数 Rg，通气管h=20cm，为 体密度为 980kg/m3。试求体的量为5．一0℃的，的密度为 03。面，面有一为 500mm的，其中以，试求：（1），以 N表（2）面所的压强是为大所测气体压的数，所的管式压计，一，一角。U形管密度为 804kg/m3的 乙醇溶，求数 R为 时的UR=320mm4mmPaa1×105Pa(绝对)h应当p0P0m3。a某精馏塔回流装置塔顶蒸蒸经冷凝器冷凝部分冷凝将流1×0P20P，冷凝器能顺利地流回塔问冷凝器至要比回流入塔处高冷凝810kg/m3。BpBUD1p pB a

hg2

2hgd21 1D215m以s0×0P98.7×103Pa求：；操作条件空积流；将算结果算标准状态空积流5m。8mf面在本题水流经系统能损失可按h=6.5u2算其u水在内流速，算：f截面处水流速；m3/h在装置水57×当阀门全闭时力表读数3.04×1P0Pm33。得U，36f1 0Ph=2u2与huf1 式中u表压。试求有效功率。下会发生汽化现象？453AB自BA030.65；若A0P则BP？d1=5cd=2.5cm及h2多少？密度kg/m3。密度850kg/m30P38×m阻力损失30J/kg问高液面应比进料口高出多