中山大学化工原理课件 第1章和第2章习题课VIP免费

习题课之一丁楠【例题1】附图所示为汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，冷凝液和水一道沿管流至水池，现已知冷凝器内真空度为0.83kPa，管内水温40℃，试估计管内的水柱高度H。kPa83p取水池液面a-a为基准面，则a-a处表压0ap，由静力学方程知gHppa查附录3，知水在40℃时的密度为992.2kg/m3，则有m53.881.92.992)1083(03agppH解：冷凝器内表压【例题【例题22】】用一复式用一复式UU管压差计测定水流管道管压差计测定水流管道AA、、BB两点压差，两点压差，压差计指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得压差计指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得hh11=1.2m=1.2m，，hh22=1.3m=1.3m，，RR11=0.9m=0.9m，，RR22=0.95m=0.95m。问管道中。问管道中AA、、BB两点间的两点间的压差⊿压差⊿ppABAB为多少？（先推导关系式，再进行数值运算）为多少？（先推导关系式，再进行数值运算）解：因压差计内充填的为非连续性均质液体，则需寻找等压面分段计算（1）首先推导关系式)()()(2Hg22OHB3121OH321Hg211OH1A222gRRhgpphhRgppgRppghpp)()()(21OHHgBAABAB2RRgppppp（2）根据上述关系式计算⊿p的值kPa7.22881.9)95.090.0(81.9)100013600()()()(21OHHgBAAB2RRgppp〖讨论〗若采用简单的U管水银压差计，不难算出mHg714.181.913600107.2283HgABgpR既不便于观察，也不便于操作和维护。1.本题压降只与汞柱高度R有关，而与水柱高度h无关。2.采用复式压差计可大大降低可观察液面的高度。【例3】一水平管由内径分别为33及47毫米的两段直管接成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的A、B两截面处各接一测压管，已知A-B两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位那个高，相差多少？并作分析。fAB2B2AABfAB2BB2AA222hguugpphgugpgugp【解】以管中心线为基准水平面，在A、B两点所处的截面之间列机械能衡算式注意到gppgpzgpzhhABAABBAB应注意式中的，故B点所在的测压管高出A点171mmH2O。0BAzzOmmH171OmH171.007.081.92)47/33(15.22)/(2242fAB4BA2A2AABABhgdduugpphh再由连续性方程得：2BB2AAdudu解：(1)1,2,3三点所在截面的流速。依题意，阻力损失被忽略，现考察1,2,3三点所在截面，有下列方程：【例4】如图所示:水由高位水箱经管道从喷嘴流出,已知d1=125mmd2=100mm，喷嘴d3=75mm，压差计读数R=80mmHg，若阻力损失可忽略，求H和pA。2332222112122OH21OHOHHgOH21sin2sin2222dududugLuuppgLgRpp静力学方程动力学方程连续性方程m/s28.10m/s78.5m/s70.3321uuu联立上述三式求解得(2)在0-0和3-3截面间列柏努力方程有：(3)在压力表接口A-A和3-3截面间列柏努力方程：kPa2.362222223A2322Auupuupm39.581.9228.1022222323332000guHgugpzgugpz若在若在0-00-0至至A-AA-A两截面间列机械能衡算式，则两截面间列机械能衡算式，则有有gugpH222AkPa2.36Pa102.36278.539.581.9100023222AugHp(表压)3mkg/Re460.250.3164/Re【例5】精馏塔C,塔顶列管式冷凝器D壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶,管路系统的部分参数如附图所示.已知管径为φ22×2mm,AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长度之和为25m。操作条件下液体的密度为1000粘度为25cp。冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体积流量。摩擦系数可按下式计算:层流时,,湍流时,。在A、B两截面间列柏方程(以通过B的水平面为基准面)：fABBBBAAAhpugzpugz222224A105.73781.91360043.0Nmp24B10681.91360045.0Nmp设流动为层流，则du64Re6461.73u264222udllduudllheefAB将有关数代入柏方程求解：u73.61100010610...