化工原理 第一章小结

1/17一、小结1.重要公式2.重要概念3.重要仪表与设备二、习题讲评例1.轴功的计算例2.流向判断例3.复杂管路的计算第一章流体流动（习题）2/171.重要公式（1）流体静力学方程（2）连续性方程（3）机械能衡算式222111uAuA2211uAuA222121udud2211uAuAuA总总-----稳定流动-----不可压缩流体-----圆管内-----分支或并联管路2211221222efpupugzhgzh2222222111upgzupgz2222udludllhef-----柏努利方程duReRe64dfRe,层流湍流第一章小结2211pgzpgz3/17第一章小结（4）其他重要公式流量测量drdudydut--------牛顿粘性定律max21uu-------层流321fffHHH-------并联管路各支管压头损失-igRu2max-------皮托管)()(12211,2,--ffvvqq-------转子流量计-------孔板流量计-igRCu200-------湍流max8.0uu4/172.重要概念第一章小结流体微团和连续介质模型表压、绝压、真空度与等压面流量与流速稳定流动与不稳定流动牛顿黏性定律和黏度及其影响因素流体流动类型与雷诺数层流与湍流的本质区别边界层概念和边界层分离当量直径、当量长度5/17第一章小结3.重要仪表与设备（1）压差计结构及测量原理（2）流量计结构及测量原理简单测压管U形测压管U形压差计皮托管孔板流量计文丘里管流量计转子流量计6/17第一章习题二、习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为1144mm，流量为85m3/h水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg（不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa，水从塔中流入下水道的阻力损失可忽略不计。求泵的有效功率。22气体洗涤塔5m泵气体331m11m1440.2m河水废水池7/17第一章习题解在1-1面和2-2面间smdquV/68.2422fehpugzhpugz222212112222226.8210268.281.97pphez1=0,u1=0p1=0（表压）kgJp/77.1181.92.13--3-3面与4-4面间433gzpgz8/17第一章习题泵的有效功率为：226.82phekgJ/49.9023.826.823321020ppkgJ/23.82077.11-3600/49.90851000eVemhqhqkWW14.221379/17第一章习题111m24大气22241m33喉径3Et1-1和4-4间2241ugzsmu/43.4181.924流体能自动从高（机械能）能位流向低（机械能）能位0)(23233表pugz解：假设垂直小管中流体静止例2流向判断喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。42242uddusm92.643.48.01210/17第一章习题)(22221表pugz1-1与2-2间kgJp/13.14292.6181.9(22)--表)(81.9)(222222'2表表ppuzgEtkgJ/32.4-小管中的水自下而上流动。Et2Et3？思考：小管多长时，水静止不动？mgpz44.181.913.14(22-表）0)()(2222222'2表表pzgpuzgEt11/17第一章习题)(122表pgtE2)()(2222upp表表kgJ/62.1994.2313.1481.9-0)(232333表pugzEt42241m3322小管中的水自上而下流动u2=（d4/d2）2u4=（1/0.8）24.43=6.92m/skgJp/13.14292.6181.9(22)--表？思考：若将垂直小管改为弯头小管，弯头迎着来流方向，如图所示，试判断此时弯头小管中水的流向。Et2Et312/17第一章习题例3.复杂管路的计算21OABpApB如图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将容器A中的盐酸输送到容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为0.5MPa、0.1MPa，两容器间的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不计，管壁绝对粗糙度=0.5mm。求：（1）该串联管路的输送能力；（2）由于生产急需，管路输送能力要求增加50%，现只有9根管路3，问用管路3分别在1和2上并联，哪个方案可行？管路1（572.5、长50m）管路2（382.5、长50m）管路3（382.5、长6m）盐酸=2.0cP，=1150kg/m323.0Re681.0d13/17解：（1）在容器A、B的液面间列机械能衡算式fBBBAAAhpugzpugz2222代入机械能衡算式整理得mdmdmlludludlhmkgkPapkPapuuzzfBABABA033.0,052.0,50,22,1150,100,500,0,212122222211113式中1723.0576.1222211uu2483.2112212uuddu由连续性方程21OABpApB14/17第一章习题将式（2）代入式（1）并化简得3716.9850.0211u先假设1和2的初值，代入（3）式得u1，再代入（2）式得u2由u1和u2分别计算Re1和Re2，23.0222223.011112211Re681.0Re681.00152.0335.000962.0525.0dddd和以及和结合可计算得到1和2的新值，以新值代入（3）式重复计算，直至前后计算获得的1和2的值基本一致为止，通过如此试差可得：15/17第一章习题u1=1.32m/su2=3.28m/ssmudqv3321211080.232.1052.04141-输送能力（2）方案一：在管路1上并联一管路3，其长也为50m321OABpApB222333321111udludl由并联管路的特点知代入上式有将mdmdmll033.0,052.0,5031314797.01313uu222323121444ududud由连续性方程5797.0483.21312321uuddd的数值得和、代入16/17第一章习题联立式（1）、（4）和（5），首先假设1、2和3的初值进行试差计算，可得u1、u2和u3的数值smusmusmu/78.0/35.3/04.1321smudqv3322221086.235.3033.04141'-输送能力方案二：在管路2上并联一管路3，其长也为50m，计算结果为smusmusmu/93.2/93.2/36.2321smudqv331211001.541''-输送能力1723.0576.1222211uu5797.0483.21312uu4797.01313uu17/17第一章习题结论：方案二可行，方案一不可行。smsmsm3333331001.51086.21080.2---方案二：方案一：原工艺：输送能力