石油化学工程原理课后习题答案

两个90°标准弯头,一个半开的闸阀。管路出口在贮槽液面以上12m。贮槽与大气相通,反应器在

5.1kgfcm2(表压)下操作。苯的流量为30Lmin,试设计管径,并计算

泵的有效功率。

解:由表1-2取苯在管路中的流速为1.5m 20℃下苯的物性:

s

??879kgm3,??0.373mPa?S

V4V?2 由u?A?d4V4?30?10?3得d???0.021m

?u??1.5?60 由附录十九取管径为?25?2.5mm的钢管,则流体实际流速为

V4V4?30?10?3?2??1.59ms u?2A?d??0.02?600.02?1.59?8794 Re???7.494?10?4000 湍流

?3?0.373?10du??0.01查得??0.039

20 局部阻力系数:入口??0.5,出口??1.0,90°标准弯头??0.75

取??0.2mm则?d?0.2 半开闸阀??4.5,???0.5?1.0?4.?0.75?2?7.5

在贮槽及反应器间列柏努利方程:

22upup2112 Zg???We?Zg????hf122?2?

式中:

p1?0(表压),p2?5.1kgfcm2?5?105Pa(表压)

Z1?0,Z2?12m,u1?0,u2?0

?u2?421.592??? hf?????????0.039??7.5???113Jkg

0.022?d?2?? ?We?p2?p1?5?105?Z2g??hf=?12?9.81?113?799.5Jkg

879

Ne?We??V?799.5?879?30?10?3/60?351.4W

??1-21 有一水平输送原油的管路,管径为?299?12mm,总长度为42km。原油的流量为

62.5m3h,密度和粘度分别为910kgm3和

300cP,管路两端压差保持不变,试问:

⑴在管路下游1/3处并联一条同样直径的管子时,原油输送量增到多少? ⑵欲使原油流量增加50%,需并联多长的管子? 解:⑴在管路下游1/3并联一条同样直径的管子时: 并联前的

u?du?V4?62.5??0.292 3ms

2A??0.275?3600?0.275?0.2923?910?243.83 层流

?3300?10

Re?? 由于流体的粘度较大,可假设并联管路后仍为层流 根据并联管路特点,并联部分的管路阻力损失相等

hf1?hf1 '

lu264?lu232?lu 而 hf????2

d2du?d2d?32?l1u132?l1' u1' ? 即: 22d?d? 由于管径及管长均相等,则有u1 则并联后的总管流速为:

?u1'

u ?u1?u2 ?2u1

由于管路两端点压差不变,则在并联前后的总阻力应保持不变

lu264?lu232?lu 并联前的阻力:?hf????2

d2du?d2d?2l1u1l' u' 232?l' u' 32?l1u1 并联后的阻力:?hf '?? ??1??22d2d2d?d? 由于

?hf32?lu32?l' u' 32?l1u1? ??hf ',则有2?22d?d?d?21 即lu?l' u' ?'1u1代入数据可得0.2923?42??42?2u1??42?u1

33 解得:u1 检验:

?0.1754ms u '?0.3507ms

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