化工原理上册(陈敏恒).ppt

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1、第一章流体流动主要公式层流湍流知识点联系图连续性方程u1与u2间的关系流体流动的内部结构阻力损失产生的根源速度分布流动型态阻力损失1.流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（B）（A）0.032（B）0.0427（C）0.0267（D）无法确定2.在一水平变径管道上，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（）（A）A、B两截面间的总能量损失（B）A、B两截面间的动能差（C）A、B两截面间的压强差（D）A、B两截面间的局部阻力3.管路由直径为Φ57×3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm的粗管，若流体在细管内的流

2、速为4m/s。则在粗管内的流速为（）（A）2m/s（B）1m/s（C）0.5m/s（D）0.25m/s4.湍流与滞流的本质区别是（）（A）湍流的流速大于滞流的（B）湍流的Re值大于滞流的（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动(D）湍流时边界层较薄5.在阻力平方区内，摩擦系数λ（）（A）为常数，与Re，ε/d均无关（B）随Re值加大而减小（C）与Re值无关，是ε/d的函数（D）是Re值和ε/d的函数6.为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指-ρ）的值______。偏小7.层流底层越薄，___________。流动阻力越大8.已知一密闭管路，管

3、的内径为d，管长为L，液体在管内作稳定连续层流流动，流量为qvm3/s，总的阻力损失为hf。现将管的内径换成d/2，其它均不改变，此时新管路内的流速为_____m/s，流体流动的总阻力损失为______m。9.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3，μ=1499cP)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________。168.2；0.38Re=duρ/μλ=64/Re10.减少流体在管路中流动阻力Σhf的措施有：____________，__________，___________。尽量减少局部装

4、置,在流体中加入极少量的添加剂，改善流道固体壁面对流动的不利影响1）确定容器间的相对位置——阻力损失已知例：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接管直径为φ38×2.5mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)，试求高位槽内液面应为比塔内的进料口高出多少？分析：解：取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’,并以截面2-2’的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式：高位槽、管道出口两截面u、p已知求△Z柏努利方程式中：Z2=

5、0；Z1=?P1=0(表压)；P2=9.81×103Pa(表压）由连续性方程We=0，∴u1<>d例泵输送功率的计算——阻力损失已知某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出，如附图所示。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为1.5m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。碱液流经所有管路的能量损失为30.8J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为29.4kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵所需

6、的功率。20m1.5m解：在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程z1=0；p1=0（表压）；u1≈0;z2=20-1.5=18.5m；p2=29.4×103Pa（表压）;ρ=1100kg/m3，Σhf=30.8J/kgkW将2×104kg/h的某种水溶液用泵从反应器输送到高位槽。在操作条件下的水溶液的平均密度为1073kg/m3，粘度为0.63mPa·s。反应器液面上方保持26.7kPa的真空度，高位槽液面上方为大气压。泵的进口管道为φ108mm×4mm，长为5m，管路上装有90o标准弯头1个,全开闸阀1个。泵的出口管道为φ76×4的钢管，长为45m，取管壁绝对粗糙度为0.3

7、mm，管路上装有全开闸阀1个，孔板流量计1个（局部阻力系数为4），90o标准弯头4个，反应器内液面与管路出口的垂直距离为15m。今在库房里有一台备用的离心泵，其效率为66%，轴功率为3.71kW。试计算该泵的轴功率能否满足要求。泵输送功率的计算——阻力损失待求解：以反应器液面为1-1截面为位能基准面，在1-1截面与管路出口内侧截面2-2间列列出柏努利方程：z1=0，z2=15m，u1≈0，u2≈u出，p1表=-2.67×104Pa，p2表=0，ρ=1073kg/m3入口管段：90