化工原理题库流体计算题

∴R===g 本题目有题图titu039

33.(16分) 题号:1294 第1章 知识点:430 难度:最难

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

,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,λ=64/Re;湍流时,λ=

,

Re

*****答案*****

在A、B两截面间列柏方程(以通过B的水平面为基准面): gZA +(uA /2)+(pA /ρ)=gZB +(uB /2)+(pB /ρ)+Σhf A B

pA =×13600×=×10

设流动为层流,,则

pB =×13600×=6×10 λ=64/Re=64μ/(duρ)

Σhf A B =λ[(l+Σle )/d](u/2)

/2)=

=[64μ/(duρ)][(l+Σle )/d](u

将有关数代入柏方程求解:

/1000)+

×6+×10/1000)=(6×10 u=

V=×(π/4)××3600=.h

)=656<2100(层流)

验算:Re=××1000/(25×10本题目有题图titu040

34.(14分) 题号:1295 第1章 知识点:430 难度:中等

有二个敞口水槽,其底部用一水管相连, 水从一水槽经水管流入另一水槽,水管内径,管长100m,管路中有两个90°弯头,一个全开球阀, 如将球阀拆除,而管长及液面差H等其他条件均保持不变,试问管路中的流量能增加百分之几设摩擦系数λ为常数,λ=,90°弯头阻力系数ξ=,全开球阀阻力系数ξ=。 *****答案*****

拆除球阀之前,管内流速为u1 ,取上游1-1与下游2-2截面列柏式 : △p=0 △u=0 △Z=H ∴gH=Σhf

Σhf =[λ(l/d)+Σζ](u1 /2)]=[λ(l/d)+2ζ9 0 °+ζ球+ζ缩小+ζ扩大](u1 /2)

/2) =

=[(100/+2×+++](u1

拆除球之后,管内流速为u2

/2)

Σhf ′=[λ(l/d)+2ζ9 0 °+ζ小+ζ大)(u2

/2)=13u2

=[(100/+2×++(u2 因拆除球阀前后H不变,

Σhf =Σhf ′ (u2 /u1 )=13=

u2 /u1 = 流量V关系为: V2 = 本题目有题图titu041

35.(15分) 题号:1296 第1章 知识点:340 难度:较难

如图所示,油在光滑管中以u=的速度流动,油的密度ρ=, 管长L=3m, 直径d=50mm, 水银压差计测得R=,ρ

=

。试求:(1)油在管中的流动形态; (2)油的粘

度; (3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计读数有何变化层流:λ=64/Re;湍流:λ=Re*****答案*****

在1-1′和2-2′间列方程,基准面为2-2′ (p1 -p2 )/ρ=(Z2 -Z1 )g+Σhf =-Lg+Σhf

测量得:①p1 -p2 =-Lρg+Rg(ρ汞-ρ) 代入上方程: -Lg+Rg(ρ汞-ρ)/ρ=-Lg+Σhf

∴Σhf =[(ρ汞-ρ油)/ρ油]Rg

]

=[(13600-920)/920]××=[

设为湍流,在光滑管中 λ=Re

)(3/×(2

/2)=

∴Σhf =λ(l/d)(u

=

/2)=Re

∴Re

⑴∴Re=×10 湍流

粘度

⑵根据Re=duρ/μ=×2×920/μ=×10

[Pa·S]= [厘泊]

∴μ=×10

⑶R值不变,但左边低右边高 本题目有题图titu042

36.(16分) 题号:1297 第1章 知识点:340 难度:中等

密度ρ=的某液体由敞口高位槽A经内径为50mm的管道流入敞口贮槽B中。如图示

K点的真空度为,K点至管路出口处之管长20m,有3个90°弯头和一个阀门。已知各阻力系数为:ξ(入口)=,ξ(出口)=,ξ(9 0 °弯头)=,摩擦系数λ=。试求阀门M之阻力系数ξ为若干大气压力Pa=*****答案*****

列液面K截面之间的柏式:

.

p= Z=2m u≈0 pk=(101-6)=

Zk=0 uk =u=

/2g)

(p/ρg)+Z=(pk /ρg)+λ(l/d)(u/2g)+ζ(u/2g)+(u

[101×10/(900×]+2

/(2×]

=[95×10/(900×]+[(10/++][u

解得 u=

再列K-出口管截面之间柏式:

=0

pk = Zk=10m uk = u=uk = p (pk /ρg)+(uk /2g)+Zk

=101kN/m2 Z

=(p/ρg)+λ(l/d)(u/2g)+3×ζ弯(u/2g)+ζ出(u/2g)+ζ(u/2g) /(2×

95×10/(900×+10=101×10 解得ζ= 本题目有题图titu043

/(900×+[(20/+3×]×[/(2×]+ζ

37.(16分) 题号:1298 第1章 知识点:340 难度:中等

如图所示,水从槽底部沿内径为100mm的管子流出,槽中水位稳定。阀门关闭时测得 R=50cm,h=。求:(1)阀门全开时的流量 (2)阀门全开时B处的表压(阀全开时le /d=15,入管口及出管口的阻力系数分别为 及,设摩擦系数λ=

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