化工原理习题解答

228u1215u2 ? 有: 10?9.81?0.03 ?0.030.03820.032222 化简 11.05u1?7.03u2?98.1

又由连续性方程: u2?( 代入上式:

2 11.05u1?7.03?1.412u12?98.1

d1238)u1?()2u1?1.41u1 d232 解得:u1?1.98m/s 流量:Vs?33?2 d1u1?0.785?0.0382?1.98?2.244?10?3m?8.08msh4 (2)当 BD,BC支路阀均全开时:

?C ,D出口状态完全相同,分支管路形如并联管路,

??WfBc??WfBD

22lBCu3lBDu2 ???d32d2222 ?12u3?15u2?u3?1.118u2 (1)

又 Vs1?Vs2?Vs3

?4d12u1??42d2u2??42d3u3

382u1?322u2?322u3=322?2.118u2

?u1?1.502u2 (2) 在高位槽液面与BD出口列柏努利方程: ?Z?g??W??WffAB??WfBD

228u1215u2?0.03 10?9.81?0.03

0.03820.0322 11.05u1?7.03u2?98.1 (3)

将(2)代入(3)式中:

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2222 11.05?1.5022u2?7.03u2?98.1

解得:u2?1.752m流量:Vs1? Vs2? Vs3?

su1?2.63msu3?1.96m

s33?2 d1u1?0.785?0.0382?2.63?2.98?10?3m?10.73msh433?2 d2u2?0.785?0.0322?1.752?1.408?10?3m?5.07msh433?2 d3u3?0.785?0.0322?1.96?1.576?10?3m?5.6m7sh435.在内径为80mm的管道上安装一标准孔板流量计,孔径为40mm,U形压差计的读数为350mmHg。管内液体的密度为1050kg/m3,黏度为0.5cP,试计算液体的体积流量。

解:

A040?()2?0.25 A180 设Re?Rec,查得 C0?0.625 Vs?C0A0Vs0.785d1232Rg(?1??)2?0.35?(13600?1050)?981?0.625?0.785?0.042?7.11?10?3m s?1050u???1.415m s0.785?0.0827.11?10?3Re?d1u???0.08?1.415?1050?2.38?105 ?30.5?10而 Rec?7?104 Re?Rec

?

36.用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中,流程如附图所示,两槽液面差为12m。输送管为φ57×3.5mm的钢管,吸入管路总长为20m,压出管路总长为155m(均包括所有局部

1.5m 题36 附图 12 假设正确,以上计算有效。

阻力的当量长度)。用孔板流量计测量水流量,孔径为20mm,流量系数为0.61,U形压差计的读数为600mmHg。摩擦系数可取为0.02。试求:

(1)水流量,m3/h;

(2)每kg水经过泵所获得的机械能;

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(3)泵入口处真空表的读数。

解:(1)Vs?C0A02Rg(?0??)?2

?0.61?0.785?0.0232?0.6?9.81?(13600?1000)

10003 ?2.33?10?3ms?8.39mh

(2)以水池液面为1?1?面,高位槽液面为2?2?面,在1?1?~2?2?面间列柏努利方程:

p1p112?u12?z1g?We?2?u2?z2g??Wf ?2?2 简化: We??zg??Wf

l??leu2 而 ?Wf??

d2 其中:u? ?Vs0.785d2??1.19m s0.785?0.0522.33?10?3?1751.192Wf?0.02???49.56J kg0.052 ?We?12?9.81?49.56?167.28Jkg

(3)在水池液面1?1?面与泵入口真空表处3?3面间列柏努利方程:

'p1p112?u12?z1g?3?u3?z3g??Wf1?3 ?2?2p312?u3?Z3g??Wf1?3 ?2??(l?简化为 0?其中

?Wf1?3?l)de吸入u32201.192=0.02??=5.66J/kg 20.052p3121.192??(u3?Z3g??Wf1?3)??(?1.5?9.81?5.66)??21.1 ?22p3??21.1???21.1?103Pa??21.1kPa

即泵入口处真空表的读数为21.1kPa。

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37.水在某管路中流动。管线上装有一只孔板流量计,其流量系数为0.61,U形压差计读数为200mm。若用一只喉径相同的文丘里流量计替代孔板流量计,其流量系数为0.98,且U形压差计中的指示液相同。问此时文丘里流量计的U形压差计读数为若干?

解:由流量公式:

VS?C0A02R1g(?0??)? VS?CVA02R2g(?0??)?

流量相同时,

CR20.612?(0)2?()?0.387 R1CV0.98故文丘里流量计的读数

R2?0.387R1?0.387?200?77.4mm

38.某气体转子流量计的量程范围为4~60m3/h。现用来测量压力为60kPa(表压)、温度为50℃的氨气,转子流量计的读数应如何校正?此时流量量程的范围又为多少?(设流量系数CR为常数,当地大气压为101.3 kPa)

解:操作条件下氨气的密度:

pM(101.3?60)?103?0.017 ?2???1.022kg/m3

RT8.31?(273?50)?VS2?VS1?11.2??1.084 ?21.022即同一刻度下,氨气的流量应是空气流量的1.084倍。

此时转子流量计的流量范围为4×1.084~60×1.084m3/h,即4.34~65.0 m3/h。

39.在一定转速下测定某离心泵的性能,吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30 m3/h时,泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa,两测压口间的垂直距离为0.4m,轴功率为3.45kW。试计算泵的压头与效率。 30Vs3600?2.166m 解: u1??s?20.785?0.072d14

u2?3600?4.246m

s0.785?0.05230 在泵进出口处列柏努力方程,忽略能量损失;

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