化工原理題目1

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1、例題1－2］：某水泵進(jìn)口管處真空表的讀數(shù)為8.67×104Pa，出口管處壓強(qiáng)表的讀數(shù)為2.45×105Pa。求該水泵前后水的絕壓差。解：水泵進(jìn)口管處p進(jìn)＝8.67×104Pa（真空度）出口管處p出＝2.45×105Pa（表壓強(qiáng)）絕對(duì)壓差?p＝p出－p進(jìn)＝（p大+p表）-（p大-p真）=p表+p真＝8.67×104+2.45×105＝3.32×105KPa。例1-3本題附圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水。油層高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水層高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。（1）判斷下列兩關(guān)系是否成立，即pA=p'A

2、pB=p'B（2）計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度h。解1）pA=p'A的關(guān)系成立。因A與A'兩點(diǎn)在靜止的連通著的同一流體內(nèi)，并在同一水平面上。所以截面A-A'稱為等壓面pB=p‘B的關(guān)系不能成立。因B及B’兩點(diǎn)雖在靜止流體的同一水平面上，但不是連通著的同一種流體，即截面B-B‘不是等壓面。（2）計(jì)算玻璃管內(nèi)水的高度h由上面討論知，pA=p'A，而pA=p'A都可以用流體靜力學(xué)基本方程式計(jì)算，即pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2pA'=pa+ρ2gh于是pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh簡化上式并將已知值代入，得800×0.7+1000×0.6=

3、1000h解得h=1.16m例1-4用U形壓差計(jì)測量某氣體流經(jīng)水平管道兩截面的壓力差，指示液為水，密度為1000kg/m3，讀數(shù)R為12mm。為了提高測量精度，改為雙液體U管壓差計(jì)，指示液A為含40％乙醇的水溶液，密度為920kg/m3，指示液C為煤油，密度為850kg/m3。問讀數(shù)可以放大多少倍？此時(shí)讀數(shù)為多少？解：用U形壓差計(jì)測量時(shí)，被測流體為氣體，可根據(jù)式（1-9a）計(jì)算用雙液體U管壓差計(jì)測量時(shí)，可根據(jù)式（1-9C）計(jì)算因?yàn)樗鶞y壓力差相同，聯(lián)立以上二式，可得放大倍數(shù)此時(shí)雙液體U管的讀數(shù)為［例1－8］如附圖所示，管路由一段φ89×4mm的管1

4、、一段φ108×4mm的管2和兩段φ57×3.5mm的分支管3a及3b連接而成。若水以9×10－3m3/s的體積流量流動(dòng)，且在兩段分支管內(nèi)的流量相等，試求水在各段管內(nèi)的速度。解：管1的內(nèi)徑為則水在管1中的流速為管2的內(nèi)徑為由式（1-18d），則水在管2中的流速為管3a及3b的內(nèi)徑為又水在分支管路3a、3b中的流量相等，則有即水在管3a和3b中的流速為【例1-9】將高位槽內(nèi)料液向塔內(nèi)加料。高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。要求料液在管內(nèi)以0.5m/s的速度流動(dòng)。設(shè)料液在管內(nèi)壓頭損失為1.2m（不包括出口壓頭損失），試求高位槽的液面應(yīng)該比塔入口處高出多少

5、米？1-9解：取管出口高度的0－0為基準(zhǔn)面，高位槽的液面為1－1截面，所以把1－1截面選在此就可以直接算出所求的高度h，同時(shí)在此液面處的u1及p1均為已知值。2－2截面選在管出口處。在1－1及2－2截面間列柏努利方程：式中：p1=0（表壓）p2=0（表壓），高位槽截面與管截面相差很大，故高位槽截面的流速與管內(nèi)流速相比，其值很小，則u1≈0，u2=0.5m/s，Z2=0，Z1=h，H功=0H損=1.2m將上述各項(xiàng)數(shù)值代入，則計(jì)算結(jié)果表明：動(dòng)能項(xiàng)數(shù)值很小，流體位能的降低主要用于克服管路阻力。［例1－10］管內(nèi)流體壓強(qiáng)的計(jì)算如附圖所示，某廠利用噴射泵輸

6、送氨。管中稀氨水的質(zhì)量流量為1×104kg/h，密度為1000kg/m3，入口處的表壓為147kPa。管道的內(nèi)徑為53mm，噴嘴出口處內(nèi)徑為13mm，噴嘴能量損失可忽略不計(jì)，試求噴嘴出口處的壓強(qiáng)。1-10解：取稀氨水入口為1-1′截面，噴嘴出口為2-2′截面，管中心線為基準(zhǔn)水平面。在1-1′和2-2′截面間列柏努利方程其中：z1=0；p1=147×103Pa（表壓）；z2=0；噴嘴出口速度u2可直接計(jì)算或由連續(xù)性方程計(jì)算We=0；Σhf=0將以上各值代入上式解得p2=－71.45kPa（表壓）即噴嘴出口處的真空度為71.45kPa。【例1-11】

7、用泵將貯槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)，貯槽內(nèi)液面維持恒定，其上方壓強(qiáng)為101.33×103Pa，蒸發(fā)器上部的蒸發(fā)室內(nèi)操作壓強(qiáng)為26670Pa（真空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于貯槽內(nèi)液面15m，進(jìn)料量為20m3/h，溶液流經(jīng)全部管路的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率。管路直徑為60mm。答案在70頁第二、三章例2-1：用清水測定某離心泵的特性曲線，實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示。當(dāng)調(diào)節(jié)出口閥使管路流量為25m3/h時(shí)，泵出口處壓力表讀數(shù)為0.28MPa（表壓），泵入口處真空表讀數(shù)為0.025MPa，排出管道與吸入管道等徑，測得泵的軸功率為3

8、.35kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2900轉(zhuǎn)/分，真空表與壓力表測壓截面的垂直距離為0.5m。試由該組實(shí)驗(yàn)測定數(shù)據(jù)確定出與泵的特性曲線相關(guān)的其它性能