流体流动习题课演示文稿

u21V sd20.7850.1 04 54236001.7m /s
Ef 22J/kg
4
则高位槽中的液面距塔进料口的高度为：
z1 .7 2 0 4 .0 1 0 4 02 2 6 .9 7m 2 9 .8 0 78 9 0 9 .8 0 79 .8 0 7
(2)确定容器间的相对位置
从敞口高位槽向精馏塔供料，高位槽内液面维持不变，塔进料口处的 压力为40 kPa(表压)，原料液的密度为890 kg/m3，管子直径为φ60 mm×3 mm，从高位槽至塔的进料管入口处的阻力损失为22 J/kg。试问要维持14 m3/h的进料量，高位槽中的液面须高出塔的进料口多少m?
该结果表明不需要泵。
解：取高位槽液面为1-1’，管子出口处为截面2-2’，并以截面2-2’为基 准水平面。列截面1-1’和2-2’间的柏努利方程式。
gz1u 2 21p1gz2u2 22p2Ef
zz1z2u22 2 gu21p2 gp1
E f g
已知：p1=0 (表压)，p2=4.0×104 Pa (表压)，d=60-2×3=54 mm=0.054 m, z2=0, u1=0,
u2 2
(d2 d3
)2
0.325 2
(100 ) 2 50
0.650m/s
(1)确定输送设备的有效功率或We
从容器A用泵B将密度为890kg/m3油品输送到塔C顶部。容器内与塔 顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为φ114mm×4 mm。油品的 输送流量为5.4×104kg/h，输送管路的全部阻力损失为122 J/kg，试求 泵的有效功率。
流体流动习题课演示文稿
作业中存在的问题
1. 计算时未选取进、出口截面与基准水平面，也未画出图形； 2. 图形画得太随意，应规范化； 3. 计算式中不用写量纲，只要保证计算式中的量纲均为SI制即可； 4. 柏努利方程书写错误； 5. 压力为表压时，一定要在压力值后面括号内写上“表压”二字； 6. g=9.807，最好都与教材上一致； 7. 在查取当量长度le和摩擦系数λ值时存在误差； 8. 有同学物理量后边未写量纲； 9. 有个别同学抄他人作业的现象。
φ60mm
1
φ100mm
2
3a φ50mm 体积流量:2.55×10－3m3/s
求水在各段管内的速度 3b φ50mm
u1
VS
4
d12
2.55 10 3 0.785 0.062
0.902m/s
u2
u1
(
d1 d2
)2
0.902 ( 60 )2 100
0.325m/s
u2 A2 2u3 A3
u3
则泵的有效功率为：
P e W eW s 2 8 8 3 .2 5 .3 4 6 0 1 0 0 4 4 3 2 4 8W 4 3 .2k W
如本题附图所示，为丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管返回 至精馏塔顶。精馏塔顶的操作压力为1.3 MPa(表压)，回流罐内液面上方压力为 2.0 MPa(表压)。塔内回流管口距回流罐内液面的垂直距离为30 m，回流管内径 为140 mm，丙烯精馏塔的回流量为4×104 kg/h，丙烯的密度为600 kg/m3，回流 管路的全部阻力损失为150 J/kg。试问将丙烯从回流罐送到精馏塔顶是否需要泵？
PA PA' Pa 油gh1 水gh2 Pa 水gh
8000.7 10000.6 1000h h 1.16m
例 如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力 差，安装一U型压差计，试计算a、b两点的压力差为若干？已 知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。
u21W d s20.7850.1 44 21 06 40036001.2m /s
4
Ef 150J/kg
则： W e 9 . 8 0 7 ( 3 0 0 ) 1 . 2 2 2 0 1 . 3 1 0 6 6 0 0 2 . 0 1 0 6 1 5 0 7 2 1 . 7 J / k g < 0
已知：p1=0(表压)，p2=2.16×106 Pa(表压)，d=114-2×4=106mm=0.106 m, z1=2.1 m,
z2=36 m, u1=0, Ef,12122J/kg
u21W d s20.7850.5 1.0 4 6 21 0 8 49036001.91m /s
4
W e 9 . 8 0 7 ( 3 6 2 . 1 ) 1 . 9 1 2 2 0 2 . 1 6 8 9 1 0 0 6 0 1 2 2 2 8 8 3 . 2 J / k g
例：图中开口的容器内盛有油和水，油层高度 h1=0.7m，密度1 800kg / m3 ，水层高度h2=0.6m， 密度为 2 1000kg / m3
1）判断下列两关系是否成立
PA＝PA’，PB＝ PB’ 。
2）计算玻璃管内水的高度h 。
解：（1）判断题给两关系是否成立
∵A，A’在静止的连通着的同一种液体的同一水
平面上
PA PA'
因B，B’虽在同一水平面上，但不是连通着的同一
种液体，即截面B-B’不是等压面，故 PB PB'不成立。 （2）计算水在玻璃管内的高度h
PA PA' PA和PA’又分别可用流体静力学方程表示
设大气压为Pa
PA Pa 油gh1 水 gh2 PA' 水 gh Pa
2160kPa
22
0kPa
1
1
A
B
o
C o'
解：取容器A内液面为截面1-1’，管路出口处为截面2-2’，并以O-O’为基 准水平面。列截面1-1’和2-2’间的柏努利方程式。
gz1u 2 21p 1W egz2u 2 22p2 E f
W eg(z2z1)u222 u2 1p2p 1 E f
22
解：取回流罐内液面为截面1-1’，塔内回流管出口处为截面
2-2’，并以截面1-1’为基准水平面。列截面1-1’和2-2’
间的柏努利方程式。
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gz1u 2 21p 1W egz2u 2 22p2 E f
W eg(z2z1)u222 u2 1p2p 1 E f
已知：p1=2.0×106 (表压)，p2=1.3×106 Pa (表压)，d=0.14 m, z1=0, z2=30 m, u1=0,