化工原理 第一章习题

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1、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.高度的计算例4.流速的计算例5.复杂管路的计算第一章流体流动1第一章小结1.重要公式gpzgpzrr2211+=+（1）流体静力学方程（2）连续性方程（3）机械能衡算式-----稳定流动-----不可压缩流体-----圆管内-----分支或并联管路-----柏努利方程范宁公式------层流湍流2（4）其他重要公式流量测量drdvdydvmmt-==-------牛顿粘性定律-------湍流速度分布-------层流-------光滑管内流体湍流流动的摩擦系数-------并

2、联管路各支管压头损失-------皮托管-------孔板流量计-------转子流量计()()r21210021ppAACuD--=第一章小结32.重要概念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粘性定律和粘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长度与阻力系数第一章小结43.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单管压力计U型管压差计斜管压差计双液柱压差计皮托管孔板流量计文丘里管流量计转子流量计第一章小结5第一章习题二、习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为114

3、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摩擦损失可忽略不计。求泵的有效轴功率。6z1=0,u1=0p1=0（表压）433gzpgz=+r第一章习题7第一章习题8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。第一章习题9小管中的水自下而上流动。Et2

4、试判断此时弯头小管中水的流向。Et2>Et3第一章习题11例3.高度的计算30m160m21如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6105Pa，流体在管内的流速为1.0m/s。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：两液面的垂直距离第一章习题1230m160m21解：从1至2面列机械能衡算式p1=0，p2=1.6105Pa（表压）=765kg/m3，H=0u1=u2=0欲求（z1z2），只需求出Hf即可查摩擦系

5、数图可得=0.027第一章习题13第一章习题14例4.流速的计算如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径1144mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6105Pa，两槽液面的垂直距离为30m。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：管路中输水量的大小30m160m2130m第一章习题15解：由机械能衡算式---------方程（1）假设=0.02，带入方程（1）可得u=2.107(m/s)查摩擦系数图可得´=0.025第一章习题16再以´=0.025带入方程（1

6、）可得u´=1.892(m/s)查摩擦系数图可得´´=0.0254，与´=0.025基本相等。最终流速u=1.892m/s第一章习题17例5.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（

7、382.5、长50m）管路3（382.5、长6m）盐酸=2.0cP，=1150kg/m3第一章习题18解：（1）在容器A、B的液面间列机械能衡算式代入机械能衡算式整理得第一章习题19将式（2）代入式（1）并化简得先假设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，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：第一章习题20u1=1.32m/su2=3.28m/s（2）方案一：在管路1