内容发布更新时间 : 2024/5/20 11:24:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
***答案***
∵u=[2g(Z-∑h)]/
当阀门A关小时，∑hf↑，但Z不变，则u↓,d不变则V↓即流量变小。
18.（8分）
如图所示，A.B.C三点在同一水平面上，d=d=d，问： （1）当阀门关闭时，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
（2）当阀门打开，高位槽液面保持不变，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
***答案***
（1）阀门关闭，水处于静止状态，P=P=P
（2）阀门打开，水稳定流动，有阻力，且d=d=d∴P＞P＞P
19.（10分）
如图所示：A.B.C三点在同一水平面上，d=d，d＞d，问：（1）当闸阀关闭时，A.B.C三点处的压强那个大？哪个小？或相等？（2）当阀门打开，高位槽水位稳定不变，A.B.C三截面处的压强、流量、流速哪个大？哪个小？或相等？
***答案*** (1) p=p=p
(2) ① V=V=V
②u=u u＞u u＞u
③ 流动流体有阻力，由柏努利方程知：P＞P P＞P P与P的大小由u、u和h→c之值决定
20.（4分）
什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？
***答案***
化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。例如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。
五、计算题：
1.（10分）
以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。已知各水银液面标高分别为h=2.6m，h=0.3m，h=1.5m，h=0.5m,h=3.0m。求此密闭容器水面上方的压强P(kN.m)(表压)
***答案***
按表压计算，p=(h-h)ρ汞.g, p=p-(h-h)ρ水.g p=p +(h-h)ρ汞.g p=p-(h-h)ρ水.g
以上相加
p=(h-h+h-h)ρ汞.g-（h-h+h-h)ρ水.g
=（2.6-0.3+1.5-0.5）×13.6×10g-(1.5-0.3+3-0.5)1000g=404KN/m 2.（10分）
密度为1000kg.m，粘度为1cP的水，以10m.h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×10--1× 10时, λ=0.3164/Re)
***答案***
u=V/(πd/4)=10/(3600×π×0.045/4)=1.75m.s Re=duρ/μ=0.045×1.75×1000/(1×10)=78750 λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189 由柏式： Z=Z u=u ∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2) p=p-λ(l/d)(ρu/2)
=1.5×9.81×10-0.0189×(100/0.045)×(1.75/2)×1000 =8.3×10N.m(表压)
3.（12分）
用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T. h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。
***答案***
对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程： He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u/2g)
△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d
=38400/3600×0.785×0.1×960 =1.415m.s
Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415/2×9.81)=729.2m N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000) = 152.6kw
4.（12分）
用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10N.m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J.kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为 φ108×4mm,水的密度为1000kg.m。求输水量为多少m.h。
***答案***
Zg+(p/ρ)+(u/2)+W=Zg+(p/ρ)+(u/2)+Σhf 已知数据：
Z=0；P(表)=0；u≈0； W=317.7[J.kg]；
Z=20[m]；p=9.807×10[N.m](表)； ρ=1000[kg.m] 简化上式：
W=Zg+(p/ρ)+(u/2)+Σhf 又Σhf=λlu/2d=9.9u
∴317.7=9.81×20+9.807×10/1000+u/2+9.9u
10.4u=23.43 ∴u=1.5[m.s]
V=(π/4)D×u×3600=0.785×0.12 ×1.5×3600=42.41[m.h]
5.（12分） 如图所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,ρ气体=1.2kg.m。当R=25mm时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时V气体=?m.s(阻力可忽略)
***答案***
选1-1、2-2截面与基准面0-0，如图所示。 在两截面之间列柏方程并简化得到：
(p/ρ)+(u/2)=(p/ρ)+(u/2) (1) 由已知数据：p=0.025×13600×9.81=3335N.m p=-0.15×1000×9.81=-1472N.m u=(100/50)u=4u
代入(1)可得：15u=2(p-p)/ρ=8012
u=23.11m.s Vs=(π/4)Du=0.1814m.s 或V=653m.h
6.（10分）
图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ57×3.5mm；管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为12ｕ/（2ｇ）；截面2－2处的真空度为4m水柱；由1－1至2－2截面的沿程压头损失为9ｕ/（2ｇ）。试求：（1）进水管的流量为多少m.h；（2）进水口1－1处的表压为若干N.m？
***答案***
列水面与2－2截面列柏努利方程：
（1）Z＋ｕ/2ｇ＋P/ρｇ＝Z＋ｕ/2ｇ ＋P/ρｇ＋∑H
Z＝0，ｕ＝0，P＝0，Z＝3m，P/ρｇ＝－4mHO ∑H＝12ｕ/2ｇ＋9ｕ/2ｇ＝21ｕ/2ｇ＝21ｕ/2ｇ 21ｕ/2ｇ＋ｕ/2ｇ＝22ｕ/2ｇ＝4－3＝1m ∴ｕ＝（2×9.81/22）＝0.94m.s
∴V＝3600×0.785（0.05）×0.94＝6.64m.h （2）进水口1－1处的表压P
3—3截面为大槽距水面2m深处的大槽截面，3-3及1-1截面间的柏努利方程式 Z=Z=0 p/ρg=2 p/ρg u≈0 u=0.94ms H=12u/2g 2=p/1000g+0.94/2g+12×0.94/2g
p=13.88×10 P=13.88KP=1.415m水
7.（10分）
一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差h＝100mm，在H＝20m高处的测压管中测得水柱差h＝115mm，管外空气的密度ρ＝1.29kg.m，求管中静止煤气的密度ρ为多大？