欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:55992373
大小:650.95 KB
页数:20页
时间:2020-03-15
《化工原理例题讲解.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第一章流体流动【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3,试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度为若干。解:,ρm=1372kg/m3【例1-2】已知干空气的组成为:O221%、N278%和Ar1%(均为体积%),试求干空气在压力为9.81×104Pa及温度为100℃时的密度。解:首先将摄氏度换算成开尔文100℃=273+100=373K再求干空气的平均摩尔质量Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01=28.96kg/m3气体的平均密度为:【例1-3】某厂要求安装一根输水量为30m3/h的管路,试选择合适的管径
2、。解:d=,式中Vs=m3/s参考表1-1选取水的流速u=1.8m/s查钢管规格,确定选用φ89×4(外径89mm,壁厚4mm)的管子,其内径为:d=89-(4×2)=81mm=0.081m因此,水在输送管内的实际流速为:【例1-4】如本题附图所示,在异径水平管段两截面(1-1'、2-2’)连一倒置U管压差计,压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。解:因为倒置U管,所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则pa=pa'又由流体静力学基本方程式可得pa=p1-ρgMpa'=p2-ρg(M-R)-ρ
3、ggR联立上三式,并整理得p1-p2=(ρ-ρg)gR由于ρg《ρ,上式可简化为p1-p2≈ρgR所以p1-p2≈1000×9.81×0.2=1962Pa【例1-5】如本题附图所示,蒸汽锅炉上装置一复式U形水银测压计,截面2、4间充满水。已知对某基准面而言各点的标高为z0=2.1m,z2=0.9m,z4=2.0m,z6=0.7m,z7=2.5m。试求锅炉内水面上的蒸汽压强。解:按静力学原理,同一种静止流体的连通器内、同一水平面上的压强相等,故有p1=p2,p3=p4,p5=p6对水平面1-2而言,p2=p1,即p2=pa+ρig(z0-z1)对水平面3-4而言,
4、p3=p4=p2-ρg(z4-z2)对水平面5-6有p6=p4+ρig(z4-z5)锅炉蒸汽压强p=p6-ρg(z7-z6)p=pa+ρig(z0-z1)+ρig(z4-z5)-ρg(z4-z2)-ρg(z7-z6)则蒸汽的表压为p-pa=ρig(z0-z1+z4-z5)-ρg(z4-z2+z7-z6)=13600×9.81×(2.1-0.9+2.0-0.7)-1000×9.81×(2.0-0.9+2.5-0.7)=3.05×105Pa=305kPa【例1-6】将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液
5、在管内压头损失为1.2m(不包括出口压头损失),试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米?解:取管出口高度的0-0为基准面,高位槽的液面为1-1截面,因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米,所以把1-1截面选在此就可以直接算出所求的高度x,同时在此液面处的u1及p1均为已知值。2-2截面选在管出口处。在1-1及2-2截面间列柏努利方程:式中p1=0(表压)高位槽截面与管截面相差很大,故高位槽截面的流速与管内流速相比,其值很小,即u1≈0,Z1=x,p2=0(表压),u2=0.5m/s,Z2=0,/g=1.2m将上述各项数值代入,则9.81x=+1.2×9.8
6、1x=1.2m计算结果表明,动能项数值很小,流体位能的降低主要用于克服管路阻力。【例1-7】20℃的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管,如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计,在直径为20mm的喉颈处接一细管,其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时,试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33×103Pa。解:文丘里管上游测压口处的压强为p1=ρHggR=13600×9.81×0.025=3335Pa(表压)喉颈处的压强为p2=-ρgh=-1000×9.
7、81×0.5=-4905Pa(表压)空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为故可按不可压缩流体来处理。两截面间的空气平均密度为在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式,以管道中心线作基准水平面。两截面间无外功加入,即We=0;能量损失可忽略,即=0。据此,柏努利方程式可写为式中Z1=Z2=0所以简化得(a)据连续性方程u1A1=u2A2得u2=16u1(b)以式(b)代入式(a),即(16u1)2-=13733解得u1=7.34m/s空气的流量为【例1-8】用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×
8、103Pa,蒸发器上部的
此文档下载收益归作者所有