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时间:2020-09-14
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1、1.为了确定容器中石油产品的液面,采用如附图所示的装置。压缩空气用调节阀1调节流量,使其流量控制得很小,只要在鼓泡观察器2内有气泡缓慢逸出即可。因此,气体通过吹气管4的流动阻力可忽略不计。吹气管内压力用U管压差计3来测量。压差计读数R的大小,反映贮罐5内液面高度。指示液为汞。2021/10/81.分别由a管或由b管输送空气时,压差计读数分别为R1或R2,试推导R1、R2分别同Z1、Z2的关系。2.当(Z1-Z2)=1.5m,R1=0.15m,R2=0.06m时,试求石油产品的密度ρ及Zio2021/10/8解(1)在本例附图所示的流程中,由于空气通往石油产品时,鼓泡速度很慢,可以当作静止流
2、体处理。因此可以从压差计读数R1,求出液面高度Z1,即(2)将式(a)减去式(b)并经整理得故(a)(b)2021/10/82.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为__________,其摩擦阻力系数λ为________.2021/10/83.如图所示,用内径d=100mm的管道,从水箱中引水。如水箱中水面恒定,水面高出管道出口中心高度H=4m,忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失,沿管长均匀发生,hfA-B=3·u2/(2g)。求:(1)水在管内的流速u及流量Q(2)管道中点处
3、M的静压强PM。假设AB高度差为3m2021/10/8(1)列0-0与2-2截面柏努利方程:Z0+P0/ρg+u00/2g=Z2+P2/ρg+u22/2g+∑hf以2-2截面为基准面,Z2=0,u0=0,P0=P2∴4=u22/2g+3u22/2g=4×u22/2g解得u2=4.43m.s-1∴V=uA=0.785×0.12×4.43=0.0348m3.s-1=125m3.h-1(2)列M点与出口截面的柏努利方程ZM+PM/ρg+uM2/2g=Z2+P2/ρg+u22/2g+∑hfM-21+PM/ρg+uM2/2g=u22/2g+3/3×u22/2g∵uM=u2∴PM/ρg=3/3×u22
4、/2g-12021/10/8水在一倾斜管中流动,如附图所示,已知压差计读数为200mm,试问测量段的阻力为多少?2021/10/84.在内管为φ180×10mm的套管换热器中,将流量为3500kg.h-1的某液态烃从100℃冷却到60℃,其平均比热为2.38kJ.kg-1.K-1,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40℃和50℃,平均比热为4.17kJ.kg-1K-1,基于传热外面积的总传热系数K0=1800w.m-2K-1,设其值恒定,忽略热损失。试求:(1)冷却水用量;(2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。2021/10/8冷却水用量whCph(T1-T2)=wcC
5、pc(t2-t1)3500×2.38×(100-60)=wc×4.17×(50-40)wc=7990kg.h-1Δt逆=(50-20)/ln(50/20)=32.75℃Δt并=(60-10)/ln(60/10)=27.91℃Q=KAΔtmQ=7990×4.17×(50-40)=3.332×106kJ.h-1∴A=3.332×105/[(1800/1000)×32.75×3600]=1.57(m2)πd0l=1.573.14×0.18×l=1.57∴l逆=2.77(m)A并=3.332×106/[(1800/1000)×27.91×3600]=1.84(m2)3.14×0.18×l并=1.8
6、4∴l并=3.26(m)2021/10/820℃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。2021/10/8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=-1000×9.81×0.5=-4905P(表压)空气流经截面1-1'与2-
7、2'的压强变化为故可按不可压缩流体来处理。2021/10/8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据连续性方程u1A1=u2A22021/10/8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101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度
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