1食品工程专业-传动作业解答

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1、第一章P311.椰子油流过一内径为20mm的水平管道,其上装有一收缩管,将管径逐渐收缩至12mm,如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa,试求椰子油的流量。解:(1)依题意,绘出示意图;(2)取未收缩管段的截面为1-1’截面,收缩至最小处的管段的截面为2-2’面;(3)取0-0’面为基准面;(4)在1-1’面和2-2’面之间列柏努利方程式:13已知:Z1=Z2=0,W=0,∑hf=0,d1=20mm=0.02m,d2=10mmm=0.01m,p1-p2=800Pa,查得椰子油的密度ρ

2、=940kg/m3根据连续性方程:即:把以上数据代入柏努利方程得:即:代入已知数据:求得:u2=1.40m/s(5)求流量V:答:椰子油的流量为1.58×10-4m3/s。134.试求稀奶油以6m/s的速度流过管道时,因摩擦而引起的压力降。管道直径Φ38mm×2.5mm,长100m,为水力光滑的不锈钢管。已知稀奶油的密度为1000kg/m3,粘度为12×10-3Pa·s。解:已知:管道内径d=(38-2×2.5)×10-3=0.033m流速u=6m/s,密度ρ=1000kg/m3粘度μ=12×10-3P

3、a·s把以上数据代入求雷诺数的公式中得:由于Re>4000,所以稀奶油的流动类型为湍流。湍流运动时流体的直管阻力为:由题可知,该管为水力光滑的不锈钢管,且3×103

4、为d2,流速为u2由已知得:d2=1/2d1由连续性方程由则:,根据题意,液体在圆形直管内作层流流动,即,则:根据液体在圆形直管内作层流流动的阻力公式:管径减少前阻力损失为:管径减少后阻力损失为:由此得:答:因流动阻力而产生的能量损失为原来的16倍。1310.用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1×10-3Pa·s的溶液在稳定流动状态下送到蒸发器内,蒸发空间真空表读数为40kPa。溶液输送量为18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m,管路直径Φ57mm×3mm,不包括管路进、

5、出口的能量损失,直管和管件当量长度之和为50m。取管壁粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率(泵的效率为65%)。解:2’11’20m2(1)依题意,绘出流程示意图;(2)如图选取1-1’截面和2-2’截面;(3)选取1-1’截面为基准面;(4)在1-1’面和2-2’面之间列出柏努利方程:已知:Z1=0,Z2=20m,ρ=1060kg/m3,p1=0(表压),(表压)由于贮槽液面维持恒定,则取u1≈013已知:,d2=57-3×2=51mm=0.051m则:计算得:Re=1.20×105>4000,所以管

6、道内流体流型为湍流。(5)求管内总阻力根据直管阻力和局部阻力计算公式,则管内总阻力为:(A)求直管阻力已知:,,根据Re=1.20×105和ε/d=0.00039,在摩擦因数图中查得:(B)求局部阻力局部阻力系数:13管路进口(突缩)阻力系数:则管路局部阻力:总阻力:(6)求泵的有效能W把以上数据代入柏努利方程,得:求得:(7)求有效功率Ne管道内流体的质量流量为:有效功率:(8)求泵的轴功率N轴功率:答:泵的轴功率为1.8kW。1312.某罐头厂需用泵将水池中的20℃清水泵送到距水池20m远、高4m的

7、设备上去喷淋洗涤原料。水量要求为20m3/h。估计管件有:90°弯头4只,带滤水网的底阀1只,标准截止阀2只,闸阀1只,试选择合适的离心泵。解:2’211’4m(1)依题意,绘出流程示意图;(2)如图选取1-1’面和2-2’面;(3)选取1-1’面为基准面;(4)在1-1’面和2-2’面之间列柏努利方程式:已知:Z1=0,Z2=4m,p1=p2=0(表压)由于水池和设备的液面基本维持恒定,则u1=u2≈0将以上数据代入柏努利方程得:13(5)确定管路的管径d、流速u已知:则:选取水在管内的流速u=2m/

8、s(水:1-3m/s)查附录中管道规格,确定选用Φ68×3的管子,则其内径为:d=68-(3×2)=62mm=0.062m因此,水在管内的实际操作流速为:(6)求管路总阻力根据直管阻力和局部阻力计算公式,则管内总阻力为:(A)求直管阻力:计算Re数:查水在20℃时的物性:密度ρ=998.2kg/m3,13粘度μ=100.42×10-5Pa·s计算Re数:由于Re=1.15×105>4000,所以流动状态为湍流。查表取管的绝对粗糙度,则:管的

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