化工原理習(xí)題億

1-17625mm，在操作條件下，泵入口處真空度的讀數(shù)為185mmHg ，水流經(jīng)吸入管與排出管的能量損失可分別按h 2u2與f1h 10u2Jkg1計(jì)算，排出管口通大氣，試求水泵的有效功率。f2解題思路：這是利用柏努力方程的計(jì)算問(wèn)題。1、首先是截面的選取，這有三處截面可以選取：貯槽液面1-1、泵入口處2-2、出水口處3-3。其他截面都不符合已知條件（位置、流速、壓強(qiáng)）盡可能多的條件。332212、三個(gè)截面，有三種組合方式：332211-13-32-23-3，2-23-31-13-32-23-31-12-23、截面選取確定后，再確定基準(zhǔn)面，一般1-14、代入柏努力方程時(shí)，壓強(qiáng)單位要統(tǒng)一，或均用表壓，或均用絕壓，或均用真空度。若截面通大氣，一般用表壓。5、截面代號(hào)一般按流向標(biāo)示，上游截面為1-1，下游截面為2-2，這樣代入柏努力方程才不會(huì)出錯(cuò)。6、敞口液面，流速u取為0。p u2

p u

12u2Z

1

Z

3 1 g 2g e 3 g 2g gpZ

u22

Z p

u23

12u2 2 g 2g e 3 g 2g g 求解過(guò)程：在貯槽液面1-1截面和泵入口處2-2截面，以1-1為基準(zhǔn)面列柏努力方程。uzg 1 p u p u2 21 zg 2 2 h

(A)1 2 2 2 f1p 0(表壓）, p1 2

185 101330 2466 760

(表壓）z 0,z1

1.5m,u1

0,u2

u ,h1 f

2u2

,代入式（A）得-246660001.59.81 1000

u2 2u22u2ms1uuzg 1 p p uu2 21 w zg 3 3 h

(B)1 2 e 3 2 f1 f2在1-1截面和出水口出3-3截面列柏努力方程p p 0(表壓）,z 0,z 14m,1 3 1 3u 0,u1

2ms1,h hf1 f2

(220)u212u2

,代入式（B）得w 149.81012.522187 JkgeN Qw (0.071)221871000 1480 We e 4求問(wèn)題，選取合適截面。其次了軸功率的計(jì)算公式?！纠?-2蒸發(fā)器內(nèi)液面上方壓力為35mmH（絕壓，蒸發(fā)器液面到管路出口的距離為7.5m，管路由37.5m的φ38×3.5mm4。所消耗的泵的軸功率為735.5W。已知牛奶密度為1200kgm3，粘度為2厘泊，設(shè)泵的效率為0.55，試估算牛奶的流量。（取管內(nèi)ε=0.15mm）解題思路：Qu

p u 21 111

p u 2Z1 g 2

H Z 2 2e 1 g 2

h (1)fl l u2h 1 ef d 2g

(2) fRe

,/d 摩擦系數(shù)關(guān)系圖 (3)N e

g N e

4

2uH g (4)e四個(gè)方程，解四個(gè)未知數(shù)H，h，u，λ。因?yàn)榉匠蹋?）是一張圖，所以不能用解析法，e g只能用試差法求解。解題過(guò)程：1—12—21—1努利方程得：p uZ 111

H Z pe 2

u2

h (1)fg 2g

g 2g35Z 0,Z1

7.5m,p1

101330 4.67103p760 ap 101330 p2

(絕壓），u1

0, u 02而h f

ll u2ed 2

37.55.90.033

u22

67u2又因?yàn)椋琋e

QH

g Ne

d4

uH geH N e

735.50.55 40.2/u d2ug4代入式（1）得：4.67103

(0.033)440.2

12009.81u101330012009.8140.2

0u

7.5

12009.81

067u267u2

15.710 (5)u用試差法聯(lián)立求解式（5）和磨檫系數(shù)關(guān)聯(lián)圖。試差法一，設(shè)u（u取值一般在1~2m.s-，→計(jì)算Re

du

→查圖得λ為某值→代入式（5）是否成立。若不成立，則重設(shè)u，?試差法二，設(shè)λ等于某值（λ初取值一般在0.02~0.03）→代入式（5）得u為某值→計(jì)du算R →查圖得λ是否與設(shè)定相等。若不相等，則重設(shè)λ，?e 用試差法一求解，設(shè)u1.5m.s-1 Re

du

0.0331.51200 2.971042103d

0.15100.033

0.0045, 查圖得0.03240.2將和u代入式（670.032式（不成立

2 15.716.31.5u177m.s

R e

0.0331.771200 2103

3.5104, d

00045查圖得0031代入式（得40.2670.0311.7u1.77ms1,

15.710.491.77Q d24

(0.033)4

1.770.0015m3

s15.45m3

h1（，能清理出有多少個(gè)未知數(shù)和多少個(gè)方程。此題中是4個(gè)握它?！纠?-3】用水泵將水從池中同時(shí)送入BλO、A、AC三段管路的長(zhǎng)度與局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度（ll ）都相等，操作時(shí)泵提供的揚(yáng)程為14m，V V 為多少？e 2 1解題思路：此題屬于分支管路的計(jì)算，即用到v=v+v

,E=E

=E+h

。由于給出的數(shù)據(jù)不多，一般用“比較法”求解。

1 2 A

fAB

fAC一般求解方法是，在O，A，B，C四個(gè)截面，反復(fù)列柏努力方程，再?gòu)娜舾煞匠痰倪\(yùn)算中求解。解題過(guò)程：設(shè)E表示任一截面的三項(xiàng)壓頭之和，即2 EZ p u2 g 2g又因?yàn)镺AABAC的管路中，管徑也相等。

d相等，當(dāng)量長(zhǎng)度 lle

相等， h

ll ue

ll

4V( )

/(2g)BV2,fOA

d 2g

d2同理：h

fAB

2, 1

fAC

BV 22現(xiàn)以O(shè)O為基準(zhǔn)面，在

A至B，A至C和O至A截面分別列柏努利方程 得：E EA E E

BV21BV 2A CE H Eo e

2BV2H 14m, E 5m, E 8m, E 0B C oE 5BV2A 1E 8BV 2A 2014E BV)A 1 2式（得：B（V21

(1)(2)3 (3)2V）（）2將式（代入式（得：148BV 2

B（V1

V22即 BV 2

B（V V1 2

6 （）V2式（2

V1

V22 2V2V21 2V2V22 1

V2

2VV1 22V2V21 2將上式分子分母同時(shí)除 以V1

2得：2V /V212

/V） 2 11V2

2/V21

1 2整理得： 4V2

/V1

2V2

/V）1020120V /V 2 1

2 2

4424

28

031 （0.81舍去）點(diǎn)評(píng)：此題屬于比較靈活的題目，能要物理概念清楚；為何到柏努利方程；分支管路的特點(diǎn)等。又要數(shù)學(xué)邏輯思維靈活。需要解題的數(shù)學(xué)技巧。列出方程1（2（3，表明讀者物理概念是清楚的。由此解出V2

/V，則運(yùn)用了1數(shù)學(xué)技巧。為 式（1）代入式（3，則得出的是新的式（：BV1

B1

V 2

9。但所得結(jié)果是一致得?！玖?xí)題1-1】由ft上的湖泊中引水至某貯水池，湖面比貯水池面高出45[m]，管道流量達(dá)到0.085m3.s-1,試選擇管直徑為多少？假定所選管道的磨檫系數(shù)λ=0.02水管內(nèi)壁銹蝕，其磨檫阻力系數(shù)增大至λ=0.03。問(wèn)此時(shí)水的流量減至若干？（d=0.254m, V=0.069m3.s-1）1-2φ57×3.5mm縫鋼管，AB段和BD段的總長(zhǎng)度（包括直管與局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）200m，BC段總長(zhǎng)120m800kg.m-3,λ條件如圖所示，試計(jì)算泵的流量和揚(yáng)程。（H=34.4m, Q=16.9m3.h-1）e e【習(xí)題1-31000m真空高度為5.7m，吸入管路的全部阻力為60J.k-,忽略泵入口的動(dòng)壓力，試計(jì)算）輸送gg苯液溫度為20℃時(shí)，泵的安裝高度。此時(shí)苯的密度為880kgm3,飽和蒸氣壓為75mmH。g（2）輸送苯液溫度為60℃時(shí)，泵能否正常運(yùn)行？此時(shí)苯的密度為840kg。 1.45m,Hg6.48m

.m-3,飽和蒸氣壓為【例0-1】某流體的粘度=