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化工原理计算题 (2)

流体流动、流体输送机械习题

主要计算公式:

1、流体静力学基本方程式:

gh

p p ρ+=0或

2、流体的速度、体积流量、质量流量 及质量流速之间的关系:

uA

q v = 圆管:

2

4

d q u v

π

=

ρ

ρuA q q v m ==

ρ

ρu A q A q G v m ===

3、稳定流动时的连续性方程: 对任一截面:

常数

==m q uA ρ

对不可压缩流体:常数=uA

4、柏努利方程:

221122

1222u p u p gz gz ρρ

++=++

不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程:

∑+++=+++f

e h p u gz w p u gz ρ

ρ2

2

22121122

或∑+?+?+?=f

e h p u z g w ρ22

5、流体通过直管的摩擦阻力:

22

u d l h f λ

=

6、摩擦因数(系数)λ

层流(2000

≤e R ):

ρ

μλdu R e 6464==

层流时直管摩擦阻力:

232d g lu h f ρμ=

湍流(

5

310~103?=e R ),且在光滑管内流动时:

p g

z ρ+

=常数

25

.03164.0e

R =λ 柏拉修斯(Blasius)式

7、局部阻力计算

(1)当量长度法

2

2

u d l h e f λ

=

(2)阻力系数法

2

u 2

ξ

=f h

8、流体输送设备消耗的功率

ηW q ηH ρgq ηP P e

m v e a =

==

H

ρgq P v e =

9、并联管路

化工原理计算题 (2)

3

21V V V V ++=

B

fA f f f h h h h -?=?=?=?321

10、分支管路

化工原理计算题 (2)

21V V V +=

1

f01

21020

0h ρP 2u gz ρP 2u gz 1

-∑+++=++ 2

f02

22h ρP 2u gz 2

-∑+++=常数=

11、毕托管(皮托管) ρ

ρ)

2gR(ρu i -=

12、孔板流量计:

ρρ)2gR(ρA C q i 0

0v -=

13、离心泵的安装高度(防止汽蚀) (1)允许吸上真空(高)度HS:

就是指泵入口处P1可允许达到的最高真空度,其表达式为:

ρg

P P H 1

a S -=

HS — 离心泵的允许吸上真空高度, m 液柱;Pa — 大气压,N/m2;

ρ—被输送液体的密度,kg/m3

如图,以贮槽液面为基准,列出槽面0—0与泵入口1

f

H ∑---=2g

u ρg P P H 2

1

1a g (a)

f

H ∑--=∴2g u H H 21

S g 此式用于计算泵的安装高度

↓→↑→22

11u u d

↓∑↓→↓↑f H 管件l d

(2)汽蚀余量h ?:

ρg

P )2g u ρg P (Δh v

2

11-+=

静压头 动压头

将此式代入上面的(a)式中,有:

h H f ?-∑--=

g P ρg P H v

a g ρ

习题:

1、用离心泵将池中水送到高位槽,已知管路总长100m(包括当量长),其中压力表后为80m,管路摩擦系数0、025,管内径0.05m,当流量为10m3/h 时泵效率为80%,求:(1)泵的轴功率;(2)压力表读数。(取=1000kg/m3)

解:(1)如图取1-1、2-2截面,以1-1截面为基准列柏努利方程:

1

1

2

2

18m

2m

3 压力表

3

Hg ↑

P 1,,u 1 1 1

Hg

P 0=Pa 0

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