化学工程基础习题.ppt

增例：测得一台正在工作的离心泵进、出口压强表的读数分别为38KPa〔真空度〕和138KPa〔表压强〕。如果当时的大气压强为1工程大气压，试求该泵的进、出口的绝对压强各为多少？

解：1工程大气压=98.07KPa

泵进口绝对压强

P1=98.07-38=60.07(kPa)

泵出口绝对压强

P2=98.07+138=236.07(kPa);补充：U型管压差计例题

采用串联U型管压差计〔指示液为汞〕测量输水管路A截面处的压强，其中R1=0.6m，R2=0.7m，h1=0.5m，h2=0.8m。两U型连接管充满水，当地大气压强p0＝9.807×104Pa。试求A截面处测得的压强〔分别用绝对压强和表压表示〕。;解：由静力学方程得

解得

;补充：2.微压差计

假设压强差较小，又要精确读出液柱高度R〔教材用h〕，设计出双液杯式微压差计。U型管上端各装一扩大室，扩大室直径D与U型管直径d之比要大于10。压差计内装有A、C两种指示液，两者密度相近，互不相溶不起反响，也不与被测流体互溶。因为D/d10，由R变化引起的扩大室内液面变化很小，可视为等高，那么压强差：

该仪器常用来测量气体的压强差。;例如要测的压强差，假设用苯〔ρ苯=879kg·m-3〕做指示液的U型管压差计测量，读数为：

假设用苯和水〔ρ水=998kg·m-3〕做指示液的双液杯式压差计测量，读数为：

那么读数放大;例1-4要求安装输水量为30[m3/h]的一条管路，试选择适当规格的水管。

解：参考表1-1〔p.16〕的经验数据，选取水在管内的流速w=1.8[m/s]。再由流体的体积流量V和选定的流速按下式求出管道直径d：;查水管规格，确定用的管子，其实际尺寸为，这说明管子的外径为88.5[mm]，壁厚为4[mm]，那么其内径为：

因此，水在输送管内的实际操作流速为：;增例：用虹吸管从高位槽向反响器加料，高位槽和反响器均与大气相通，要求料液在管内以1m/s的流速流动。设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg〔不包括出口的能量损失〕，试求高位槽的液面应比虹吸管的出口高出多少？;解：取高位槽液面1-1/截面，虹吸管出口的内侧截面为2-2/截面，并以2-2/截面为基准面，列??努利方程得

式中：Z1=h,Z2=0，P1=P2=0(表压强)，H=0。

因为1-1/截面比2-2/截面面积大得多，所以w1=0，而w2=1m/s，h=20J/kg，代入得

即高位槽的液面应比虹吸管的出口高2.09m.;容器间相对位置确实定

例1-5在图1-20所示的一个流程中，容器B液面上方的静压强PB为1.47×105[Pa]〔绝对压强〕，贮罐A液面上方接通大气，静压强PA为9.81×104[Pa]〔绝对压强〕。假设要求流体以7.20[m3/h]的体积流量由A流入B，那么贮罐A的液面应比B高出多少？该流体的密度〔ρ〕为900[kg/m3]，管道直径为100[mm]。;解：根据式〔1-22b〕，图中①、②两处的能量守恒关系式为：

所以;例1-6对于内径为100[mm]的水管，要求每100[m]管道因沿程阻力损失的压头不能大于1.00[米水柱]，试求该管道中允许流速。

解：d=0.100[m]；l=100[m]；

μ=1.00×10-3[Pa·S]；ρ=103[kg/m3]

代入式〔1-34〕，得

=2.45×107

查图〔1-24〕或由式〔1-33a〕计算得：Re=1.04×105;补充：

某燃烧炉的平壁由三种材料构成，最内层为耐火砖，中间层为保温砖，外层为普通砖，各层材料的厚度和导热系数依次为δ1=225mm，λ1＝1.4W/(m·K)；δ2=250mm，λ2＝0.15W/(m·K)；δ3=225mm，λ3＝0.8W/(·Km)。已测得内外外表温度分别为930℃和40℃，求单位面积的热损失和各层间接触面的温度。

;解:〔1〕单位面积热损失为

;〔2〕各