化工原理 第一章 流体流动 下载本文

=2m/s =2.09 m/s 校核:

查图得

试差正确,所以 =2m/s =2.09 m/s

忽略分流点O处的局部阻力损失,列截面1-l’与截面2-2’间柏努利方程式,则有

查图得

代入数据

=

解得 Z1=10.73m

〔例1-23〕如图所示,用泵将密度为710kg/m3的粗汽油分两路输送到精馏塔A的顶部和吸收解吸塔B的中部。贮罐C内液面上方、精馏塔顶部和吸收解吸塔中部的表压力分别为49kPa、49kPa和1177kPa。现要求输送管路上的所有阀门全开,使输送到精馏塔顶部和吸收解吸塔中部的最大粗汽油流量分别达l0800kg/h和6400kg/h,此时从截面l-1’至截面2-2’、从截面2-2’至截面3-3’和从截面2-2’至截面4-4’的阻力损失分别为20、60和50J/kg。

试求泵的有效功率Pe(计算中忽略动能项)。

解:在1-1’和3-3’列柏努利方程式

代入数据

解得

在1-1’和4-4’列柏努利方程式

代入数据

解得

比较上述结果,为保证输送任务,泵的有效功率应为9.1kW

应当指出,因为泵的有效功率是按从截面1-1’至截面4-4’的能量平衡计算的,因此从截面2-2’至截面4-4’的支管路的粗汽油流量正好达到6400kg/h的要求,但从截面2-2’至截面3-3’支路的粗汽油流量便大于10800kg/h的要求。为此操作时,应适当关小从截面2-2’

至截面3-3’支路上的阀门开度,将其粗汽油流量调节到所要求的l0800kg/h。

例题 某工艺装置的部分流程如图所示。已知各段管路均为

mm的无缝钢

管,AB段、BD段的总当量长度(包括直管阻力和局部阻力,但不包括测量流量的那个阀门的阻力)均为200m,BC段的总当量长度为120m。通过管路的液体密度为800kg/m3,各段流动状态处于阻力平方区,摩擦系数

=0.025,其他条件如图所示。试计算泵的流量和扬程。

解:(1)对BD段进行计算:

在测压管两段列柏努力方程式:

代入数据

=1m/s

故BD段管中的流速为1m/s。

(2)对BC段和BD段进行能量衡算

比较上两式

代入数

据,得

解得

所以,泵的总排量为:

(3)求泵的扬程。在A截面到D截面列柏努利方程式

代入数据,得

解得

三、可压缩流体在管内的流动及计算

气体为可压缩流体,在管内流动时,应考虑压力的变化对其密度和流速的影响。对此种情况,先对管路的微分段作能量平衡计算,然后再根据气体流动变量的变化规律进行积分。

如图1—62所示的气体流动管路,取微分段dL,流体进入该段的流速为u,因气体密度很小,其位能与其它各项能量相比小得多,可忽略不计。则dl管段的机械能平衡方程式的微分形式为

(1)

式中的摩擦系数为Re和的函数,而因质量流速G沿管长为

一常数,则在等管径输送时Re只与气体的温度有关。因此,对等温或温度变化不太大的流