中山大學(xué)化工原理課件第1章和第2章習(xí)題.ppt
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習(xí)題課之一,丁楠,【例題1】附圖所示為汽液直接接觸混合式冷凝器,蒸汽被水冷凝后,冷凝液和水一道沿管流至水池,現(xiàn)已知冷凝器內(nèi)真空度為0.83kPa,管內(nèi)水溫40℃,試估計(jì)管內(nèi)的水柱高度H。,取水池液面a-a為基準(zhǔn)面,則a-a處表壓,,由靜力學(xué)方程知,查附錄3,知水在40℃時(shí)的密度為992.2kg/m3,則有,解:冷凝器內(nèi)表壓,【例題2】用一復(fù)式U管壓差計(jì)測(cè)定水流管道A、B兩點(diǎn)壓差,壓差計(jì)指示液為汞,兩段汞柱之間放的是水,今若測(cè)得h1=1.2m,h2=1.3m,R1=0.9m,R2=0.95m。問(wèn)管道中A、B兩點(diǎn)間的壓差⊿pAB為多少?(先推導(dǎo)關(guān)系式,再進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算),解:因壓差計(jì)內(nèi)充填的為非連續(xù)性均質(zhì)液體,則需尋找等壓面分段計(jì)算,(1)首先推導(dǎo)關(guān)系式,,(2)根據(jù)上述關(guān)系式計(jì)算⊿p的值,〖討論〗,若采用簡(jiǎn)單的U管水銀壓差計(jì),不難算出,既不便于觀察,也不便于操作和維護(hù)。,本題壓降只與汞柱高度R有關(guān),而與水柱高度h無(wú)關(guān)。采用復(fù)式壓差計(jì)可大大降低可觀察液面的高度。,【例3】一水平管由內(nèi)徑分別為33及47毫米的兩段直管接成,水在小管內(nèi)以2.5m/s的速度流向大管,在接頭兩側(cè)相距1m的A、B兩截面處各接一測(cè)壓管,已知A-B兩截面間的壓頭損失為70mmH2O,問(wèn)兩測(cè)壓管中的水位那個(gè)高,相差多少?并作分析。,,【解】以管中心線為基準(zhǔn)水平面,在A、B兩點(diǎn)所處的截面之間列機(jī)械能衡算式,注意到,應(yīng)注意式中的,故B點(diǎn)所在的測(cè)壓管高出A點(diǎn)171mmH2O。,再由連續(xù)性方程得:,解:(1)1,2,3三點(diǎn)所在截面的流速。依題意,阻力損失被忽略,現(xiàn)考察1,2,3三點(diǎn)所在截面,有下列方程:,【例4】如圖所示:水由高位水箱經(jīng)管道從噴嘴流出,已知d1=125mmd2=100mm,噴嘴d3=75mm,壓差計(jì)讀數(shù)R=80mmHg,若阻力損失可忽略,求H和pA。,聯(lián)立上述三式求解得,(2)在0-0和3-3截面間列柏努力方程有:,(3)在壓力表接口A-A和3-3截面間列柏努力方程:,若在0-0至A-A兩截面間列機(jī)械能衡算式,則有,(表壓),在A、B兩截面間列柏方程(以通過(guò)B的水平面為基準(zhǔn)面):,設(shè)流動(dòng)為層流,則,將有關(guān)數(shù)代入柏方程求解:,(層流),驗(yàn)算:,如下圖所示的輸水系統(tǒng),用泵將水池中的水輸送到敞口高位槽,管道直徑均為φ833.5mm,泵的進(jìn)、出管道上分別安裝有真空表和壓力表,真空表安裝位置離貯水池的水面高度為4.8m,壓力表安裝位置離貯水池的水面高度為5m。當(dāng)輸水量為36m3.h-1時(shí),進(jìn)水管道的全部阻力,,損失為1.96J.kg-1,出水管道的全部阻力損失為4.9J.kg-1,壓力表的讀數(shù)為2.5kgf.cm-2,泵的效率為70%,試求:⑴兩液面的高度差H為多少m?⑵泵所需的實(shí)際功率為多少kw?⑶真空表的讀數(shù)多少kgf.cm-2?,習(xí)題1,解:(1)取貯水池液面為截面0-0,真空表處為截面1-1,壓力表處為截面2-2,高位槽液面為截面3-3。在截面2-2和3-3間列柏努利方程,以2-2為基準(zhǔn)面(目的求H3→H),,,,,,,,,,,3,0,0,1,1,2,2,3,(2)在0-0和3-3間列柏努利方程以0-0為基準(zhǔn)面(求We→N),,,,,(3)在0-0和1-1間列柏氏方程,以0-0為基準(zhǔn)面(求真空度),,,,粘度為30cp,密度為900kg.m-3的液體,自A經(jīng)內(nèi)徑為40mm的管路進(jìn)入B,兩容器均為敞口,液面視為不變。管路中有一閥門(mén)。當(dāng)閥全關(guān)時(shí),閥前后壓力表讀數(shù)分別為0.9at和0.45at?,F(xiàn)將閥門(mén)打至1/4開(kāi)度,閥門(mén)阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度為30m,閥前管長(zhǎng)50m,閥后管長(zhǎng)20m(均包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。試求:(1)管路的流量m3.h-1?(2)閥前后壓力表讀數(shù)有何變化?,,,習(xí)題2,(1)閥關(guān)時(shí),解:,,,,閥開(kāi)時(shí),兩槽面間列柏式,,,(1),,代入(1):,,,(2),,設(shè),則,,,,,,分析:λ↑,u↓,,∴仍為層流,,,(2)閥開(kāi)后,,,如圖示循環(huán)管路,離心泵的安裝高度Hg=3m,泵特性曲線可近似表示為He=23-1.43105V2,式中V以m3.s-1表示。吸入管長(zhǎng)(包括全部局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為10m,排出管長(zhǎng)(包括全部局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為120m,管徑均為50mm,假設(shè)摩擦系數(shù)λ=0.02,水溫20℃。,,,試求:(1)管路內(nèi)的循環(huán)水量為多少?(2)泵進(jìn)、出口壓強(qiáng)各為多少?,習(xí)題3,解:(1)管路特性曲線,,,與泵特性曲線聯(lián)解(求工作點(diǎn)的流量),,,(2)在進(jìn)水液面與泵入口處列柏氏方程(求真空度),,,,,在泵入口處和泵出口處列柏氏方程(求壓力表讀數(shù)),,因?yàn)椋?,所以,,,,,當(dāng)20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動(dòng)時(shí),若流速為1.5m.s-1時(shí),其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為_(kāi)_126.2__,其摩擦阻力系數(shù)λ為_(kāi)_0.507__。,填空題,當(dāng)20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動(dòng)時(shí),若流速為1.5m.s-1時(shí),其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為,其摩擦阻力系數(shù)λ為。,選擇題,雙液體U形差壓計(jì)要求指示液的密度差()。A.大B.中等C.小D.越大越好,雙液體U形差壓計(jì)要求指示液的密度差(C)。A.大B.中等C.小D.越大越好,問(wèn)答題:,什么是穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)?,答:流體在管道中流動(dòng)時(shí),任意截面處的流體流速、壓強(qiáng)、密度等物理量均不隨時(shí)間而變化,稱為穩(wěn)定流動(dòng)。反之,上述物理量隨時(shí)間而變化,則稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。,判斷題,在穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中,流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。(),在穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中,流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。(),- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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