談?wù)劵び?jì)算中的_試差法_汪福意.pdf

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1、“”談?wù)劵び?jì)算中的試差法化學(xué)科汪福意化工計(jì)算由于實(shí)際工業(yè)過(guò)程的復(fù)雜性而不同于理科學(xué)生以往接觸到的純理淪化學(xué)計(jì),在一般的基礎(chǔ)理論計(jì)算中,時(shí)常是根據(jù)已知條件去找相應(yīng)的公式,算代入已知數(shù)據(jù)擾,,,。能求得未知量但在工程計(jì)算中往往不是這種簡(jiǎn)單的代入擾能解決問(wèn)題的有時(shí)要,。用一個(gè)方程去求兩個(gè)未知量甚至三個(gè)怎樣解決這種矛盾呢?工程上一般是根據(jù)直接,、,和間接經(jīng)驗(yàn)綜合考慮工藝要求經(jīng)濟(jì)效益等各方面的因素選定其中一個(gè)量(或幾個(gè),。量)作為選擇參數(shù)假定以適當(dāng)數(shù)值作為已知條件去求另一個(gè)量升算過(guò)程中由于工業(yè)過(guò)程本身的,,各種限制和約束使得選擇參數(shù)往往不能一時(shí)選擇正確而要經(jīng)過(guò)反復(fù)的選,。,

2、擇計(jì)算以及核算才能達(dá)到要求這種以某一個(gè)量(或某幾個(gè)量)作為選擇參數(shù)經(jīng)過(guò)、、。數(shù)次假設(shè)其數(shù)值試算核算而求得另一個(gè)量或另幾個(gè)量的計(jì)算方法就是試差法,試差法是化工計(jì)算中常用到的計(jì)算方法之一在流體輸送過(guò)程的管路設(shè)計(jì)中更為常見(jiàn),木文擬就管路設(shè)計(jì)中的計(jì)算為例,“”的一般步驟和所要注意的一些問(wèn)談?wù)勗嚥罘?。題:管路計(jì)算不外乎兩種::s,,,l設(shè)計(jì)型計(jì)算生產(chǎn)任務(wù)一定(V一定)設(shè)各為未知需要設(shè)計(jì)管線(xiàn)選定沒(méi)務(wù)(求管徑d等)::、,,。2操作型計(jì)算設(shè)備管線(xiàn)一定要核計(jì)流量檢查是否達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)在這兩種,,類(lèi)型的計(jì)算中如果過(guò)程的摩擦系數(shù)為未知?jiǎng)t一般都要用到試差法求。,解這主要是由于流體流動(dòng)過(guò)程

3、的摩擦系數(shù)沒(méi)有確定的理論計(jì)算式的緣故我們以一例。操作型計(jì)算作為對(duì)象進(jìn)行具體討論:甲114X4mm,例〔1〕原油在的鋼管中流過(guò)管路總長(zhǎng)為3〔km〕(包括管件的當(dāng)量卜一長(zhǎng)度)。若管路中允許壓強(qiáng)降為3〔]、g/cmZ〕。試求管路中原油的流率。(原油的密度ssok3,.e為g/m粘度為5lp〕:,,分析這是一例操作型計(jì)算問(wèn)題管徑為已知所以若能計(jì)算出管路中原油的流速,,而在管路計(jì)算中計(jì)算流速有三個(gè)途徑:問(wèn)題就迎刃而解了1:一洲由式d求解,,u,。u。丫贊但式中V都為未知數(shù)欲求量故無(wú)法由此而得:u,o由柏努利方程求我們知道柏努利方程只能是由一個(gè)截面已知的流速求另一。s,個(gè)截面的

4、流速或是V為已知以連續(xù)性方程作輔助方程聯(lián)合求解沿流向各斷面的流。,。速這里兩種條件都不具備因此此路不通,,、二,,。uLZ·‘····················。一’.Ju切田式乙n1=“.??〔1〕求萬(wàn)厄百、,,、根據(jù)題意Ld為已知因?yàn)檫^(guò)程為長(zhǎng)距離流體輸送過(guò)程中流體位能流速可以認(rèn)、,、六、,___、,、。、,,、,,_,,,,。,~_~,。*‘二,*二。二~一~~~一一。~乙P,1以l。:一萬(wàn)飛’二‘1,刀近似小艾肌以侃利勝住陰阻刀壩大趕寺丁廷住則莊獨(dú)津即畔.〕:將此式代入〔〕式則有’刁PLUZ二二六一pgd29.互一刁P=入巴址d2、、_、*.._‘、,

5、,_,,、_.,,、,、,,_,、,、、,_、___。~ue__、卜_理論上將上式與方程=Re,。Re:d二士~u。_一一久尹(/d)及聯(lián)合求解就能求得因?yàn)檫@三個(gè)方協(xié)、、。u入Re程中只有三個(gè)未知數(shù),=e,。,e久但實(shí)際上由于入廠(R/d)沒(méi)有確定的理論式只有相應(yīng)R范圈內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式或是由Re直接查圖,而Re查圖都必須先知道,R“,久的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式的確定或是由一eu,u、但R求得又依賴(lài)于的確定故實(shí)際上也無(wú)法通過(guò)所列三個(gè)方程式的聯(lián)解而求這時(shí)就、、e,,需要在拼入R中選定一個(gè)量作為選擇參數(shù)假定其一定的值作為已知條件然后再聯(lián),即用。立三方程求解試差法進(jìn)行計(jì)算,:“、、u。以

6、試差法求解在這里可作為選擇參數(shù)的量有三個(gè)R入以哪一個(gè)作為選找、,參數(shù)最好?由什么樣的途徑求解為最佳呢?我們將不同的方法途徑作個(gè)比較從中找。出最佳途徑‘’‘“P一“·硯子幾七:二4一3又已知d(11一8)+10me.x‘Z=3kg/m扭=3義98110N/m.離‘.竺一s、951x20有:·uZ=、一2.”’’‘“二“整理得幾245x10?????(1)。=:R..··.·另以”二“””業(yè)????(2)仁L。V.=沉tlZu“”’‘’‘··”·”·一????(3)4。作為輔助方程聯(lián)合求解:。方法I以丸為選擇參數(shù),e,u。1試設(shè)一個(gè)幾由幾查圖可得R再由(2)式可求得:·

7、u’。o將假設(shè)值丸與所求值u代入(1)式左邊得幾=m:.一’,?將m與245又10相比較如果兩者相等或近似相等(誤美不超過(guò)工程允許誤,u,,差5%)即認(rèn)為試設(shè)之義及求得的可以接受這樣由式(3)即可求得V,如果兩,相差很,,,2.義一2。者不等大則需重設(shè)一個(gè)幾重復(fù)上述計(jì)算直到m等于4510為止。方法n:e以R作為選擇參數(shù):c,,e。1試設(shè)一個(gè)R由o式可求得u由R查圖可得相對(duì)應(yīng);的:、u·uZ。o將求得的幾代入(1)式得人=m:。X一2。,u,,?比較m是否等于24510如相等或近似相等則為所求如不相等則需一Re,重復(fù),2.45x10一’。重設(shè)個(gè)計(jì)算直到m等于為止·