【2017年整理】化工单元操作技术期末复习答疑(文本)56228.docVIP

（2011.06.06）★化工单元操作技术期末复习答疑（文本） 申奕：教研活动：化工单元操作期末知识复习，各位老师，各位同学：大家好，今天是我国的传统节日---端午节，祝大家节日快乐。 我们将利用这次教学研讨一起复习一下本课程的重点内容，欢迎大家参与！ 申奕：流体流动与流体输送机械是化工单元操作中非常重要的内容，化工生产中大量涉及到流体输送问题，这部分主要内容有：流体的性质：密度、压强、黏度等；流体静力学基本方程式及其应用；流体的流速和流量；流体流动的基本方程------连续性方程与伯努利方程，以及他们的应用；局部阻力与直管阻力的计算。 流体输送机械部分主要掌握工业生产中常用的几种泵的工作原理、操作方法能够根据具体生产要求利用泵的特性曲线选用合适的泵。这部分重点内容有：离心泵的结构及工作原理；汽蚀现象与气缚现象；泵安装高度的确定。能够对比分析离心泵与正位移式泵的操作特点。 下面我们将通过几道习题对这部分内容进行一下总结。 申奕：几道习题： 1．压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 解：压强有两种表示方法：一种是基于绝对真空，一种是基于外界大气压。这里考察表压强的定义。 2．某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750 mmHg，则两处的绝对压强差为1900mmHg。 解：由表压、真空度、绝压的相互关系知两处的绝对压强差为1900mmHg。 3．水在变径的管路中作定态流动小管内径为20mm，大管内径为40mm，且小管中的流速为1.6m/s则大管中水的流速为0.4m/s。 解：由连续性方程不可压缩流体流速与管径的平方成反比，知大管中水的流速为0.4m/s。 4．离心泵最常用的调节方法是改变出口管路中阀门开度。 解：调节离心泵流量即改变离心泵的工作点，可以采用改变管路特性曲线或改变离心泵特性曲线，生产中长采用改变管路特性曲线的方法，通过改变出口阀门开度可以改变管路特性曲线。 申奕：本章还涉及到大量计算题，主要考察大家对伯努利方程式的灵活应用，以下为常见几种类型。 计算题： 1、某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为2.0m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为18m。碱液流经所有管路的能量损失为32.0J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为30.0kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率。 解：取碱液池中液面为1-1′截面，塔顶喷嘴入口处为2-2′截面，并且以1-1′截面为基准水平面。 在1-1′和2-2′截面间列伯努利方程 或 其中： z1=0； p1=0（表压）； u1≈0 z2=18-2=16m； p2=30.0×103 Pa（表压） 已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速： m/s ρ=1100 kg/m3， ΣEf=32.0 J/kg 将以上各值代上式，可求得输送碱液所需的外加能量 碱液的质量流量 泵的有效功率 泵的效率为60%，则泵的轴功率 2、用油泵从密闭的容器中送出20℃的戊烷。容器内戊烷液面上的绝对压力为3.50× 105Pa。液面降到最低时，在泵中心线以下2.8m。戊烷在30℃时密度为600kg/m3,饱和蒸汽压为3.55× 105Pa。泵吸入管口的压头损失为1.8m水柱，所选用的泵气蚀余量为 解：已知pa=3.50×105Pa，pv=3.55×105Pa △h允=3m ρ=600kg/m3 ∑Hf=1.8m -5.65m2.8m所以不能完成输送任务。 3、如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45×2.5mm的钢管，要求送液量为4.0m3/h。设料液在管内的压头损失为1.5m 解： 其中： z1=h； 因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速比管内流速小得多，可以忽略不计， 即u1≈0； p1=0（表压）； H=0 z2=0； p2=0（表压）； ΣHf =1.5m 将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度 4、用离心泵将蓄水池中的水送到高位槽中，水池液面与高位槽液面间的垂直距离为40m，定态流动。输水管直径内径为160mm，管路中直管总长为1200m，所有局部阻力