本章以柏努利方程為主線,把相關的重要內容有機地聯絡起來,形成清晰的網路,如下圖所示。
效能引數影響因素
1.如本題附圖所示,水在管道內流動。為測量流體壓力,在管道某截面處連線u管壓差計,指示液為水銀,讀數r=100 mm,h=800 mm。為防止水銀擴散至空氣中,在水銀面上方充入少量水,其高度可以忽略不計。
已知當地大氣壓力為101.3 kpa,試求管路中心處流體的壓力。
解:設管路中心處流體的壓力為p
根據流體靜力學基本方程式,
則目的:靜力學方程的應用
習題20附圖
2.如本題附圖所示,貯槽內水位維持不
變。槽的底部與內徑為100 mm的鋼質放水管相連,管路上裝有乙個閘閥,距管路入口端15 m處安有以水銀為指示液的u管壓差計,其一臂與管道相連,另一臂通大氣。壓差計連線管內充滿了水,測壓點與管路出口端之間的直管長度為20 m。
(1)當閘閥關閉時,測得r=600 mm、h=1500 mm;當閘閥部分開啟時,測得r=400 mm、h=1400 mm。摩擦係數可取為0.025,管路入口處的區域性阻力係數取為0.
5。問每小時從管中流出多少水(m3)?
(2)當閘閥全開時,u管壓差計測壓處的壓力為多少pa(表壓)。(閘閥全開時le/d≈15,摩擦係數仍可取0.025。)
解:(1)閘閥部分開啟時水的流量
在貯槽水面1-1,與測壓點處截面2-2,間列機械能衡算方程,並通過截面2-2,的中心作基準水平面,得
a)式中 p1=0(表ub2=0,z2=0
z1可通過閘閥全關時的資料求取。當閘閥全關時,水靜止不動,根據流體靜力學基本方程知
b)式中 h=1.5 m, r=0.6 m
將已知資料代入式(b)得
將以上各值代入式(a),即
9.81×6.66=++2.13 ub2
解得水的流量為
(2)閘閥全開時測壓點處的壓力
在截面1-1,與管路出口內側截面3-3,間列機械能衡算方程,並通過管中心線作基準平面,得
式中 z1=6.66 m,z3=0,ub1=0,p1=p3
=(c)
將以上資料代入式(c),即
9.81×6.66=+4.81 ub2
解得再在截面1-1,與2-2,間列機械能衡算方程,基平面同前,得
式中 z1=6.66 m,z2=0,ub10,ub2=3.51 m/s,p1=0(表壓力)
將以上數值代入上式,則
解得 p2=3.30×104 pa(表壓)
3、如圖所示,用幫浦將水從貯槽送至敞口高位槽,兩槽液面均恆定不變,輸送管路尺寸為 83×3.5mm,幫浦的進出口管道上分別安裝有真空表和壓力表,真空表安裝位置離貯槽的水面高度h1為4.8m,壓力表安裝位置離貯槽的水面高度h2為5.
0m。當輸水量為36m3/h時,進水管道全部阻力損失為1.96j/kg,出水管道全部阻力損失為4.
9j/kg,壓力表讀數為2.452×105pa,幫浦的效率為70%,水的密度為1000kg/m3,
試求:(1)兩槽液面的高度差h為多少?
(2)幫浦所需的實際功率為多少kw?
(3)真空表的讀數為多少?
目的:柏努利方程的應用,特別是截面、基準面的選取
思考題:
1、離心幫浦的基本機構及其作用?
2、離心幫浦有哪些基本引數和特徵曲線?
3、氣蝕現象和氣縛現象,原因和避免的辦法
內容小結
利用機械方法分離非均相物係的過程,按其涉及的流動方式不同,可大致分為沉降和過濾兩種操作。
1、顆粒在流體中做自由沉降,試計算(1)密度為2 650 kg/m3,直徑為0.04 mm的球形石英顆粒在20 ℃空氣中自由沉降,沉降速度是多少?(2)密度為7 900 kg/m3,直徑為6.
35 mm的鋼球在密度為1 600 kg/m3的液體中沉降150 mm所需的時間為7.32 s,液體的黏度是多少?
解:(1)假設為滯流沉降,則:
查附錄20 ℃空氣,,所以,
核算流型:
所以,原假設正確,沉降速度為0.1276 m/s。
(2)假設為滯流沉降,得:
其中將已知資料代入上式得:
核算流型
所以,原假設正確。
講解的目的:要求掌握斯托克斯方程
2.板框壓濾機過濾某種水懸浮液,已知框的長×寬×高為810nm×810nm×42mm,總框數為10,濾餅體積與濾液體積比為v = 0.1,過濾10min,得濾液量為1.
31 m3,再過濾10min,共得濾液量為1.905 m3,試求(1)濾框充滿濾餅時所需過濾時間(2)若洗滌和輔助時間43min,,求該裝置的生產能力(以得到的濾餅體積計)
解:根據題意知:
過濾面積:
濾框充滿濾餅時濾餅體積:
由恆壓過濾公式得:
解得(1)濾餅充滿濾框時濾液的體積為
∴(2)由間歇式過濾機生產能力公式可得
講解本題的目的:要求掌握恆壓過濾方程和板框壓濾機的一般計算,特別是v、a的計算方式。
化工原理複習小結
流體流動 基本概念與基本原理 一 流體靜力學基本方程式 或注意 1 應用條件 靜止的連通著的同一種連續的流體。2 壓強的表示方法 絕壓 大氣壓 表壓表壓常由壓強表來測量 大氣壓 絕壓 真空度真空度常由真空表來測量。3 壓強單位的換算 1atm 760mmhg 10.33mh2o 101.33kpa ...
化工原理複習小結
流體流動 基本概念與基本原理 一 流體靜力學基本方程式 或注意 1 應用條件 靜止的連通著的同一種連續的流體。2 壓強的表示方法 絕壓 大氣壓 表壓表壓常由壓強表來測量 大氣壓 絕壓 真空度真空度常由真空表來測量。3 壓強單位的換算 1atm 760mmhg 10.33mh2o 101.33kpa ...
化工原理複習小結
流體流動 基本概念與基本原理 一 流體靜力學基本方程式 或注意 1 應用條件 靜止的連通著的同一種連續的流體。2 壓強的表示方法 絕壓 大氣壓 表壓表壓常由壓強表來測量 大氣壓 絕壓 真空度真空度常由真空表來測量。3 壓強單位的換算 1atm 760mmhg 10.33mh2o 101.33kpa ...