化工计算化工计算题_文档.doc

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1、1如图所示，水通过倾斜变径管段（A-B），dA=100mm，dB=240mm，水流量为2m3/min，在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直高度差为h=0.3m。试求：（1）A、B两点的压差等于多少Pa？（2）若管路水平放置，而流量不变，计算U形水银压差计读数R及A、B两点压差的变化趋势。解：（1）取3-3为等压面，p3=p3’且p3=pA＋rgh1p3’=pB+rg（h2－R’）+rigR’则pA＋rgh1=pB+rg（h2－R’）+rigR’∴pA－pB=rg(h2-h1-R’)＋rigR’=9.81×103×(0.3-0.02)+13600×9.81×

2、0.02=5420Pa（2）在AB之间列柏努利方程ZA＋（PA/ρg）+(uA2/2g)＝ZB＋（PB/ρg）＋（uB2/2g）＋∑hf′（PA-PB）/ρg=（ZB-ZA）+（uB2/2g）-(uA2/2g)+＋∑hf′(h2-h1-R’)+R’ri/r=（ZB-ZA）+（uB2/2g）-(uA2/2g)+＋∑hf′R’（ri/r-1）=（uB2/2g）-(uA2/2g)+＋∑hf′当管路水平放置时，由于U形管读数R反映的是AB的阻力损失和动能的下降，与管子的放置方式无关，则R’不变，R＝20mm。（uB2/2g）-(uA2/2g)及SHf不随摆放位置而变，而（ZB-ZA）下降，pA-pB

3、则下降。2、原油的比重为0.93，粘度为0.004Pa·s，通过重力从罐A底部管子向罐B稳态流动。A罐中原油距排出口高度为6m，排出口距B罐液面高度为9m。排出管内径为0.078m，绝对粗糙度为45.7μm，摩擦系数为0.022，管长为45m，中间包含一个弯头（ξ=0.75）和2个门阀（ξ=0.17forone）。试求排出管中的原油流量，单位为m3/h。解：选择A池液面为0-0’截面、B池液面为1-1’截面并作基准水平面AB两截面已知条件有,（1分），，，（其中u为水在管内的平均流速，m/s），3、用泵将2×104kg/h的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持26.7×1

4、03Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为76mm×4mm的钢管，总长为35m，管线上有两个全开的闸阀（当量长度为0.43m/每个）、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头（当量长度为2.2m/每个）。反应器内液面与管路出口的距离为17m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073kg/m3，黏度为6.310-4Pas。摩擦系数为λ=0.03）4、解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面p1=-26.7kPa（表压），z1=0,u1»0p2=0（表压）z2=17mm=1.65m=23.83mPe=HeqVrg=23.83´5.168´10-3´

5、1075´9.81=1.30´103WP=4、用离心泵将密闭储槽中20℃的水通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m，密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg(真)，泵进口处真空表P2读数为294mmHg(真)。出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径d0＝70mm，流量系数C0＝0.7，U形水银压差计读数R＝170mm。已知管路总能量损失为44J/Kg，试求：（1）出口管路中水的流速。AB（2）泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值（表压）为多少？（已知P2与P3相距0.1m）．解（1）因为V＝C0A0（2ΔP/ρ）0.5ΔP＝Rg（ρo－ρ）＝0.17×9.

6、81×（13600-1000）＝2.1×104Pa(1分)V＝0.7（π/4）×（0.07）2（2.1×104×2/1000）0.5＝0.7×0.785×（0.07）2（4.2×10）0.5＝0.0174m3/s所以u＝V/（0.785d2）＝0.0174/（0.785×0.12）＝2.22m/s（2）选低位水池的水平为基准面，取A-A、B-B两水池液面建立柏努力方程：ZA＋（PA/ρg）+(uA2/2g)＋H＝Z2＋（PB/ρg）＋（uB2/2g）＋∑Hf′uA＝uB＝0，ZA＝0，PB（真）/ρg≈0所以H＝Z2+∑Hf′-（PA/ρg）=10+(44/9.81)+0.6×13.6＝22

7、.7mH2O再选泵入口管所在面为基面，取2-2、3-3两截面建立柏努力方程：Z2＋（P2/ρg）＋(u22/2g)＋H＝Z3＋（P3/ρg）＋(u32/2g)已知Z3-Z2=0.1m，（u32－u22）/2g≈0，所以P3表＝ρg（H－0.1）+P2＝1000×9.8[（22.7－0.1）－0.294×13.6]＝1.82×105Pa＝0.81×105Pa（表）泵出口处的指示值为0.81×105Pa(表压).