化工原理大题

如图示，水以1m/s的流速稳定流过内径为0.025m，长为2m(AB段)的光滑管。A、B两端接一U形液柱压差计，B端接一压强计，指示液密度均为1590kg/m3。已知水的粘度为1cP，管路摩擦系数可以下式计算：λ=0.3164/Re0.25(当2.5×103Re105时)。求：(1)管路AB段的阻力；(2)压差计读数R1及B点的压强(R2=0.2m)；(1)hfA-B=λ(l/d)(u2/2)Re=duρ/μ=0.025×1×1000/10-3=2.5×104(湍流)λ=0.3164/Re0.25=0.3164/(2.5×104)0.25=0.25∴hfA-B=0.025×(2/0.025)(12/2)=1J/kg(2)对于水平等径管Σhf=△p/ρ△PAB=ρ∑hf=1000×1=1000因为△PAB=R1g(ρ'-ρ)所以R1=△P/g(ρ'-ρ)=1000/[9.81×(1590-1000)]=0.173m=173mm取O-O′等压面，列静力学方程可得:PB=ρhg+ρ′gR2=1000×9.81×0.1+1590×9.81×0.2=4100N/m2用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽，如图示。两槽液面的高度可认为不变，高度差10m，管路总当量长度为200m（包括所有直管和局部阻力的当量长度），管路均为573.5mm钢管，已知孔板流量计流量系数为0.61，孔截面积与管道截面积比为0.25，U型压差计读数为R=600mm，指示液为水银，管路摩擦系数取为0.025，反应槽上真空表的读数为200mmHg，高位槽上压强计读数为0.5kgfcm-2（表压），泵的效率65%，试求(1)流体流量多少kgs-1；（2）泵的输出功?（J/kg）；（3）泵的轴功率(kW)？（溶液密度近似取为1000kgm-3，水银密度为13600kgm-3）反应槽真空表高位槽压力表(5分)1uo=Co[2Rg(o-)/]1/2=0.61[20.69.8(13600-1000)/1000]1/2=7.42m/sw=7.420.7850.250.0521000=3.64kg/su=uo(Ao/A)=7.42025=1.86m/s（9分）H=(Z2-Z1)+(P2-P1)/g+hf(Z2-Z1)=10m(P2-P1)/g=(0.59.810000+2001.013100000/760)/10009.8=7.72mhf=0.0252001.862/(29.80.05)=17.6mH=10+7.72+17.6=35.3m,W=Hg=346.1J/kg3（5分）N=Hwg/=346.13.64/0.65=1.94kw