流體流動例題-展示頁
2024-08-20 08:57本頁面
【正文】 R’為多少 ？ 3） 若用微差壓差計 ， 加入苯和水兩種指示液 ， 此時讀 數(shù) R〃 為多少 ？ R〃 為 R的多少倍 ？ 已知：苯密度 3/8 7 9 mkgc ?? 水密度 3/9 9 8 mkgA ?? 計算時可忽略氣體密度的影響 。sin 30APRg? ???100??? ?? ?gPRCA ?? ???? ? 8 0 7 99 9 81 0 0????01 08 ?RR故： ?解： 1） 普通管 U型管壓差計 APRg???100???例 1：如圖所示 ， 某廠為了控制乙炔發(fā)生爐內(nèi)的壓強不超過 103Pa（ 表壓 ） ， 需在爐外裝有安全液封 ， 其作用是 當(dāng)爐內(nèi)壓強超過規(guī)定 ， 氣體就從液封管口排出 ， 試求此爐 的安全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度 h。 壓強爐內(nèi) 1 ?P ??? aPghPP a ???221 PP ??ghPP aa ?????? mh ? 例 2：真空蒸發(fā)器操作中產(chǎn)生的水蒸氣 ， 往往送入本題附圖 所示的混合冷凝器中與冷水直接接觸而冷凝 。 同時為了防止外界空氣由氣壓管漏入 ， 致使設(shè)備內(nèi)真空度降低 ， 因此 ， 氣壓管必須插入液封槽中 ， 水即在管內(nèi)上升一定高度 h， 這種措施稱為 液封 。 解 ：設(shè)氣壓管內(nèi)水面上方的絕對壓強為 P， 作用于液封 槽內(nèi)水面的壓強為大氣壓強 Pa， 根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程 式知： ghPP a ???gPPh a????g?真空度? 001080 3????1 2 3b 3a φ60mm φ100mm φ50mm φ50mm 體積流量 : 10－ 3m3/s 求水在各段管內(nèi)的速度 m / s9 0 8 423211 ??????dVu S?m / )10060()( 222112 ???? dduu3322 2 AuAu ?m / )50100(2)(2223223 ??? dduu(1)確定流體的流量 例： 20℃ 的空氣在直徑為 800mm的水平管流過 ， 現(xiàn)于管路中接一文丘里管 ， 如本題附圖所示 ， 文丘里管的上游接一水銀 U管壓差計 ， 在直徑 為 20mm的喉徑處接一細管 ， 其下部插入水槽中 。 分析： 243 6 0 0 duV h???求流量 Vh 已知 d 求 u 直管 任取一截面 機械能衡算 氣體 判斷能否應(yīng)用 ？ 解： 取測壓處及喉頸分別為截面 11’和截面 22’截面 11’處壓強 ： gRP Hg??1 截面 22’處壓強為 ： ghP ???2流經(jīng)截面 11’與 22’的壓強變化為： 0 2 3 6 0 0 ??? 表壓）(3 3 3 5 Pa? 0 0 0 ???? 表壓）(4 9 0 5 Pa??)3 3 3 51 0 1 3 3 0()4 9 0 51 0 3 3 0()3 3 3 51 0 1 3 3 0(121???????PPP? %? %20? 在截面 11’和 22’之間列機械能衡算式 。 由于兩截面無外功加入 ， We=0。 機械能衡算式可寫為： ??22221211 22PugZPugZ ?????式中： Z1=Z2=0 P1=3335Pa（ 表壓 ） ， P2= 4905Pa（ 表壓 ） 00 TPPTM mm ?? ??1 0 1 3 3 0293)]4 9 0 53 3 3 5(2/11 0 1 3 3 0[27329?????3/ mkg?4 9 0 53 3 3 522221 ???? uu化簡得： ( a ) 1 3 7 3 32122 ?? uu由連續(xù)性方程有： 2211 AuAu ?22112 ?????????dduu 21 ??????? u( b ) 16 12 uu ?聯(lián)立 (a)、 (b)兩式 ? ? 13 73 36 2121 ?? uusmu / ?12143 6 0 0 udV h??? 6 0 0 2 ???? ?hm / 3? (2)確定容器間的相對位置 例： 如本題附圖所示 ， 密度為 850kg/m3的料液從高位槽送入塔中 ， 高位槽中的液面維持恒定 ， 塔內(nèi)表壓強為 103Pa， 進料量為 5m3/h， 連接管直徑為 φ 38 ， 料液在連接 管內(nèi)流動時的能量損失為 30J/kg(不包括出口的能量 損失 )， 試求 高位槽內(nèi)液面 應(yīng)比塔內(nèi)的進料口高出多少 ？ 分析： 解： 取高位槽液面為截面 11’， 連接管出口 內(nèi)側(cè) 為截面 22’, 并以 截面 22’的中心線為基準(zhǔn)水平面 ， 在兩截面間列機械能衡算式 液面 、 出口兩截面 u、 p已知 求 △ Z 機械能衡算式 221 1 2 21222 efu p u pg Z W g Z w??? ? ? ? ? ? ? ?式中： Z2=0 ； Z1=? P1=0(表壓 ) ； P2= 103Pa(表壓 ） 由連續(xù)性方程 2211 AuAu ? ∵ A1A2, We=0 ， 3 0 /fw J k g??AVu S?224dV S??436005??? ? sm /?∴u 1u2,可忽略 ， u1≈ 0。 分析： 求 Ne Ne=WeWs/η 求 We 機械能衡算式 P2=? 塔內(nèi)壓強 整體流動非連續(xù) 截面的選取 ？ 解： 取塔內(nèi)水面為 33’截面 ， 下水道截面為 44’截面 ， 取地面為基準(zhǔn)水平面 ， 在 33’和 44’間列機械能衡算式： ??42443233 22pugzpugz ?????0 43 ?? uu式中：， mZmZ 43 ????(0 34 ?? PP 表壓），將已知數(shù)據(jù)代入柏努利方程式得： ??? ?pg3/1 0 0 0 mkg??表壓）(117703 PaP ??計算塔前管路 ， 取河水表面為 11’截面 ， 噴頭 內(nèi)側(cè) 為22’截面
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