化工原理大题

如图示，水以1m/s的流速稳定流过内径为0.025m，长为2m(AB段)的光滑管。A、B两端接一U形液柱压差计，B端接一压强计，指示液密度均为1590kg/m3。已知水的粘度为1cP，管路摩擦系数可以下式计算：λ=0.3164/Re0.25(当2.5×103

(2) 压差计读数R1及B点的压强(R2=0.2m)；

(1) hfA-B =λ(l/d)(u2/2)

Re=duρ/μ=0.025×1×1000/10-3=2.5×104 (湍流) λ=0.3164/Re0.25=0.3164/(2.5×104) 0.25=0.25 ∴hfA-B =0.025×(2/0.025)(12/2)=1J/kg

(2) 对于水平等径管Σhf =△p/ρ △PAB =ρ∑hf=1000×1=1000 因为△PAB =R1g(ρ'-ρ)

所以 R1=△P/g(ρ'- ρ)=1000/[9.81×(1590-1000)]=0.173m=173mm 取O-O′等压面，列静力学方程可得:

PB =ρhg+ρ′gR2=1000×9.81×0.1+1590×9.81×0.2=4100N/m2

用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽，如图示。两槽液面的高度可认为不变，高度差10m，管路总当量长度为200m（包括所有直管和局部阻力的

当量长度），管路均为?57?3.5mm钢管，已知孔板流量计流量系数为0.61，孔截面积与管道截面积比为0.25，U型压差计读数为R=600mm，指示液为水银，管路摩擦系数?取为0.025，反应槽上真空表的读数为200mmHg，高位槽上压强计读数为0.5kgf?cm-2（表压），泵的效率65%，试求(1) 流体流量多少kg?s-1；（2）泵的输出功?（J/kg）；（3）泵的轴功率(kW)？（溶液密度近似取为1000kg?m-3，水银密度为13600 kg?m-3）

压力表高位槽真空表反应槽 (5分)1 uo = Co[2Rg(?o-?)/?]1/2 =0.61[2?0.6?9.8(13600-1000)/1000] 1/2=7.42m/s w=7.42?0.785?0.25?0.052?1000=3.64kg/s u= uo (Ao/A)=7.42?025 =1.86m/s

（9分）H=(Z2-Z1)+(P2-P1)/ ?g+hf (Z2-Z1)=10m

(P2-P1)/ ?g= (0.5?9.8?10000+200?1.013?100000/760)/1000?9.8=7.72m hf =0.025?200?1.862/(2?9.8?0.05)=17.6m H=10+7.72+17.6=35.3m, W=Hg=346.1J/kg 3（5分）

N=Hwg/?=346.1?3.64/0.65=1.94kw