石油化学工程原理课后习题答案

得:We

?2.8833?103 Jkg

Ne?WeW?2.8833?103?5.4?104 ?1.557?10Jh?4.325?10JS?43.25kW84

1-10 如题图所示,从敞口高位槽向精馏塔加料,高位槽液面维持不变,塔进料口处的压力为(表压)。原料液的密度为

0.4kgfcm2890kgm3,管子直径

?60?3mm,从高位槽至塔的进料口处的阻力损失为22Jkg。试问要维持14m3h的加料量,高位槽中

的液面须高出塔的进料口多少米? 解:管内流体的流速:

14?4 u??1.698ms

23600???0.054 以高位槽的液面为截面1,以进料管入口为截面2 在1-2截面间列柏努利方程:

Z1g?2u12?p1??Z2g?u222?p2???hf

1.69820.40?9.807?104??22 Zg?0?0?0?2890 得:Z?6.883m

1-11 如题图所示为一由敞口高位槽的稳定供水系统,管径为?57?3.5mm。已知从高

u2位槽液面至管出口处的能量损失为?hf?452(u为管内流速

m/s)。试求水的流

量为多少

m3h?欲使水量增加

20%,应将高位槽水面升高多少米?

解:以高位槽的液面为截面1,管出口为截面2 在1-2截面间列柏努利方程:

Z1g?2u12?p1??Z2g?u222?p2???hf

22uu 8?9.81?0?0?2?9.81? ?0?4522 得:

u?1.6ms

V?uA?1.6??4?0.052?3.1416?10?3m2S?11.31m3h

若使水量增大20%,则

u ?1.2u?1.2?1.6?1.92mS

u222p2 在1-2截面间列柏努利方程:

Z1 g?2u12?p1??Z2g?????hf

1.9221.922?0?45? Z1 g?0?0?2?9.81? 22 得:Z ?10.64 m

即需要将高位槽水面升高至10.64m。

1-12 如图所示,一油水分离器中的油水分界面借助于Π形管来维持和调节,有关尺寸如附图所示。油的密度为

780kgm3,水的密度为

996kgm3。试计算:

⑴如阀1和阀2均全关闭时,油水分界面高度H为多少米?(忽略Π形管中的阻力损失) ⑵如打开阀2时,H为多少米?(忽略Π形管中的阻力损失) ⑶如水在Π

形管中的流动阻力损失

?hf?0.2Jkg时,重新计算⑴和⑵的内容。

解:⑴当阀1和阀2均全关闭时,以油水界面为截面1,以Π形管管顶为截面2。

在1-2截面间列柏努利方程:

Z1g?2u12?p1??Z2g?u222?p2???hf

式中:

Z1?H,p1??油g?4.5?H?(表压),u1?0 Z2?4.2m,p2?0(表压),u2?0,?hf?0

?油g?4.5?H? 代入式中:H?9.81??4.2?9.81

?水 整理得: 得:

?水gH??油g?4.5?H???水g?4.2

H?3.117m

2u1⑵打开阀2而不考虑阻力损失,以油水界面为截面1,以阀2为截面位。

在1-3截面间列柏努利方程:

Z1g?2?p1??Z2g?u222?p2???hf

式中:

Z1?H,p1??油g?4.5?H?(表压),u1?0 Z2?3.9m,p3?0(表压),u3?0,?hf?0

?油g?4.5?H? 代入式中:H?9.81??3.9?9.81

?水 整理得: 得:

?水gH??油g?4.5?H???水g?3.9

H?1.733m

2u1⑶若考虑阻力损失:在⑴中阀1、2关闭时:

Z1g?2?p1??Z2g?u222?p2???hf

?油g?4.5?H? Hg??4.2g?0.2

?水 得:

H?3.211m

2u1 在⑵中阀2打开时:

Z1g?2?p1??Z2g?u222?p2???hf

?油g?4.5?H? Hg??3.9g?0.2

?水 得:

1-13 25℃的水以

H?1.827m

4Ls的流量在直径为?57?3.5mm的钢管中流动,试判断其流动型

m3、粘度为

387cP的油品以同样的流量流动,试判断其流动

态。如换成密度为880kg型态。

解:25℃的水的

??997kgm3,??0.8937mPa?S

4V4?4?10?3??2.037mS u?22?d??0.050.05?2.037?9975 Re???1.136?10?4000 湍流

?3?0.8937?10 油品:

1-14 述所述的输送管路,管中的流量达到多少油品保持层流流动,其管中的最大流速为多少解:对于水:由层流时

du?Re?du???0.05?2.037?880?231.6?2000 层流

?3387?10m3h时,水由层流开始向湍流流动?如

ms?

Re?du???2000

?0.903?10?3 得:u?2000?2000??0.036ms

d?0.05?997?uA?0.036??0.052?3600?0.256m3h

4du??2000 对于油品:由层流时Re?? V??387?10?3 得:u?2000?2000??17.6ms

d?0.05?880

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