化工原理复习提纲PPT课件

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• 解:取塔内水面为1-1’截面,钢管截面为2-2’ 面,以钢管水平面为基准面,则有:
z1=(x+3)m,u1=0,p1=p2=0(表压),w=0, z2=0,u2=qv/A=90/(3600x0.12x3.14/4)=3.2m/s,
∑h损=196.2J/kg, 则有(x+3)X9.81=3.22/2+196.2
分析:用
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u1 u2
d2 d1
求出水在细管中的流速后，在1-1与2-2两截面间
列柏努利方程可求压强差，再根据
p1-p2=(指-)Rg 求得U形管两侧指示液的液面差R。
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应用柏努利方程时应注意以下各点：
（1）根据题意画出流动系统的示意图，标明流 体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动 系统的衡算范围 ；
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柏努利方程式的解题步骤：
（1）做图并正确选取截面； （2）列方程式并简化方程； （3）代入已知条件，求解未知量。
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例6 某水塔塔内水的 深度保持3 m，塔底与 一内径为100mm的钢管 连接，今欲使流量为 90 m3/h，塔底与管出 口的垂直距离应为多 少？设损失能量为 196.2J/kg。
分析:先求水在细管中的流速和1-1与2-2两 截面间的压强差；再根据 p1-p2=(指-)Rg 求得U形管两侧指示液的液面差R。
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三、流量方程式
1．流量 （1）体积流量 ： 符号：qv ，单位：m3/s或m3/h。
qV V/
（2）质量流量： 符号： qm，单位：kg/s或kg/h。
qm m
qm qV
Fra Baidu bibliotek
z2g
p2
p2p1hg h(z1z2)
流体静力学基本方程式
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（4）输送设备的有效功率
单位时间内液体从输送机械中获得的有效能量。
p有 W 功 qmqv H 功 g
柏努力方程的应用 （1）确定流速及流量 （2）确定液面高度 （3）确定管路中流体的压强 （4）确定输送机械的外加压头 （5）判断机械能转换关系
为0.2MPa,设备内的绝对压强为
kPa；如
果设备内的真空度为80kPa，设备内的绝对压
强为
kPa。
• 例3.已知当地大气压为750mmHg柱，如果设备 内的表压为200mmHg柱,则设备内的绝对压力为
•
mmHg柱。
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二、静力学基本方程式及其应用
p2 = p1 + gh
① U管压差计 p1-p2=(指-)Rg
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（3）比体积,习惯称为比容。符号：；单位： m3/kg。
例1:某设备的表压强为50kPa，则它的绝对压强为 kPa；
另一设备的真空度为360 mmHg柱，则它的绝对压强
为
mmHg柱。（当地大气压为101.33 kPa）
已知某溶液的密度为800kg/m3，该溶液的比体积为
相对密度为
。
m3/ kg，
。
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四、柏努利方程式
1kg： z1gu 2 12 pW 功 z2gu2 22 p h损
1N： z1u 21 g 2pg 1H 功 z2u 22 g 2pg 2H 损
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柏努利方程 的讨论及分析：
（1）若 h损0 且 W功= 0 时
z1gu2 12p 1z2gu2 22p 2E常数
理想流体的柏努利方程
X=17.52m
答:塔底与管出口的垂直距离应为17.52m.
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2. 压强的表示方法 绝对压强（绝压）、表压强（表压）、真空度 压强的单位及其换算
1 atm=101.3 kPa=1.033 kgf/cm2 =760mmHg =10.33mH2O
表压= 绝对压强－（外界）大气压强
真空度=（外界）大气压强－绝对压强
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• 例2.已知大气压为100kPa，若设备内的表压强
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2．流速
u qV qm
A A
qV uA 或者 qm uA
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分析:对于刚才的例4，水在细管中的流速 可以根据如下公式求算：
u1 u2
d2 d1
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即流速与管径的平方成反比
例：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速为 4m/s。则在粗管内的流速为
②微差压差计
p 1p 2AC gR
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例4、水在如图所示的水平变径管路中作稳定流动，已知粗管 内直径为200mm，细管内直径为150mm，水在粗管中的流速为 1.5m/s。在粗细两管上连有一U形管压差计，指示液为水银， 其密度为13600kg/m3。水的密度为1000kg/m3，若忽略阻力损 失，求：U形管两侧指示液的液面之差R为多少mm。
化工原理总复习 第一章 流 体 流 动
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一、流体的主要物理性质
1．密度、相对密度和比体积
（1） 密度— 单位体积的流体所具有的质量，
则： m
V
单位 ： kg/m3
(2)相对密度—流体密度与4℃时水的密度之比 , 习惯称为比重 。 符号： d4 20
即： d4 20 = / 水
水在4℃时的密度为1000㎏/m3，
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• 例4.如图将密度为1840kg/m3的溶液从贮槽用泵打到20m 高处。已知泵的进口管路为ф108mm×4mm，溶液的流 速为1m/s。泵的出口管路为ф68mm×4mm，损失压头为 3m液柱。试求泵出口处溶液的流速和所需的外加压头。
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例5、水在如图所示的水平变径管路中作稳定流动，已知粗管 内直径为200mm，细管内直径为150mm，水在粗管中的流速为 1.5m/s。在粗细两管上连有一U形管压差计，指示液为水银， 其密度为13600kg/m3。水的密度为1000kg/m3，若忽略阻力损 失，求：U形管两侧指示液的液面之差R为多少mm。
（2）位能基准面的选取
必须与地面平行；
宜于选取两截面中位置较低的截面；
若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基
准面应选过管中心线的水平面。
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（3）截面的选取 与流体的流动方向相垂直； 两截面间流体应是稳定连续流动； 截面宜选在已知量多、计算方便处。
（4）各物理量的单位应保持一致，压力表 示方法也应一致，即同为绝压或同为表压
即：理想流体进行稳定流动时，在管路任一 截面处流体的总机械能是一个常数 。
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（2）若 W功= 0 ； 且 h损0
流体自然流动时 E1E2 h损
即： E1E2
流体自发流动时，只能从机械能较高处流 向机械能较低处，
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（3）若 u1=u2= 0 则 hf 0 W功= 0
即流体静止时：
z1g
p1