化工原理第一章习题课优秀PPT

在1-1‘和2-2’截面间列柏努利方程
z1 g
1 2
u12
p1
We
z2 g
1 2
u2
2
p2
Wf
We
(z2
z1 )g
1 2
(u
2
2
u12 )
p2
（B）
2
7. 流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈层流。 两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为 （ ）。
A.1/2; B.1/4; C. 1/8; D.1/16。
（D）
8.流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩 形管道的当量直径为（ ）。
A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。
p1
u12 2
Z1g
p3
u
2 3
2
Z3g
W f 13
p3
p1
(Z1
Z3)g
u
2 3
2
(
Z1
Z3 d
1 u32 2
0.5 u32 ) 2
p3
pa
(
Z1
Z
3
)(g
d
u32 ) u32 22
(1.5 d )
(Z1
Z 3 )(9.807
0.0251.982 2 0.05
)
1.982 2
=3.05105Pa
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例2：有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见 附图），高位槽内液面高度h1为1m，供水总高度h2为 10m，输水管内径50mm，总长度100m（包括所有局 部阻力的当量长度），λ=0.025。试求: 1) 供水量为多少？ 2) 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm的小孔， 有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外 流水，而还有人则认为水将从小孔流出。试推导证明哪 一种说法正确。
4
解：按静力学原理，同一种静止流体的连通器内、
同一水平面上的压强相等，故有:
p1 p2; p3 p4; p5 p6
对水平面1-2而言：p2 p1 pa i g(z0 z1)
对水平面3-4而言：
p3 p4 p2 g(z4 z2 )
对水平面5-6而言：
p6 p5 p4 i g(z4 z5 )
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%，试求泵所需的功率。
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解：如图所示，取碱液池中液面为1-1’截面，塔顶喷嘴 入口处为2-2‘截面，并且以1-1‘截面为基准水平面。
讨论：判断水是否流出的依据是孔处压力的大小，若 该处压力大于大气压力，则水从小孔流出；否则，水 不会流出。
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例3: 流体输送机械功率的计算
某化工厂用泵将敞口槽中的碱液（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
一、 填空或选择 1．某设备表压为100kPa，则它的绝对压强为 kPa； 另一设备真空度为400mmHg，则它的绝对压强 为 。（当地大气压为101.33 kPa） （ 201.33 ； 360mmHg ） 2.流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与 和 有 关；若作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与 有关。
(Re, ε/d , ε/d ) 3.从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路 上的阀门开度关小，则管内水流量将 ，管路的局部 阻力将 ，直管阻力将 ，管路总阻力将 。（设 动能项可忽略）
(减小 , 增大，减小，不变)
1
4.一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流 量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时， 相应的压强降 。
（C）
9.圆形直管内径d=100mm，一般情况下输水能力为（ ） m3/h 。
A. 3； B. 30； C. 200； D. 300。
（B）
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二、计算
例1：如本题附图所示，蒸汽锅炉上装置一复式U形水 银测压计，截面2、4间充满水。已知对某基准面而言 各点的标高为z0=2.1m， z2=0.9m， z4=2.0m， z6=0.7m， z7=2.5m。 试求锅炉内水面上的蒸汽压强。
(1.5
0.025 0.05)
(Z1 Z3)8.8269 1.9602
显然，此式为单调增函数，且在 Z1-Z3=1m处，
p3 pa 6.8667 0
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所以在Z1-Z3=1～9m时（即垂直管段任意高度处），
p3 pa 0 即 p3 pa
表示管内静压高于大气压力，故不会出现虹吸现象， 水将从小孔流出。
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解：1）取高位槽上液面为截面1，输水管出口外侧为截 面2，出口管中心线为基准面，在1-1’和2-2’间列柏努利
方程，可得：
p1
u12 2
Z1g
p2
u22 2
Z2g
W f 12
p1 p2 0(表压) u1 u2 0
将阻力公式代入 ，整理得：
h2 g
l d
u2 2
u
h2 g2d
0.5
10 9.807 2 0.05 0.5
1.98m /
Fra Baidu bibliotek
s
l 0.025100
V d 2u 3.14 0.052 1.98 3.8877 103 m3 / s 14.0m3 / h
4
4
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2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一
点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：
锅炉蒸汽压强
p p6 g(z7 z6 )
pa i g(z0 z1) i g(z4 z5 ) g(z4 z2 ) g(z7 z6 )
则蒸汽的表压为 p pa i g(z0 z1 z4 z5 ) g(z4 z2 z7 z6 )
136009.81 (2.1-0.9+2.0-0.7)-1000 9.81 (2.0-0.9+2.5-0.7)
（不变）
5.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接 一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( ). A．两截面间的压强差 ； B．两截面间的流动阻力； C．两截面间动压头变化；D. 突然扩大或缩小的阻力。
（A）
6.因次方析的目的在于( )。 A．得到各变量间的确切定量关系； B．用无因次数群 代替变量,使实验与关联简化；C．得到无因次数群间定 量关系； D．无需进行实验，即可得到关联式.