【正文】 pa h a H 解：由于吹氣管內(nèi)氮氣的流速很小，且管內(nèi)不能存有液體，故可以認(rèn)為管子出口 a處與 U管壓差計 b處的壓強(qiáng)近似相等，即 pa≈p b ,ρ N2 小， Δ hab忽略 若與用表壓強(qiáng)表示，根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式得 : pa =ρ gh pb =ρ Hg gR 所以 h=Rρ Hg /ρ =13600?100/1250= m 教案 2 例 5 液封高度計算 某廠為了控制乙炔發(fā)生爐內(nèi)的壓強(qiáng)不超過 ?103Pa（ 表壓），需在爐外裝有安全液封（又稱水封）裝置，其作用是當(dāng)內(nèi)壓強(qiáng)超過規(guī)定值時，氣體就從液封管中排出，試求此爐的安全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度 h. pa 發(fā)生爐 h 0 1 2 0 解：按爐內(nèi)允許的最高壓強(qiáng)技術(shù)液封管插入槽內(nèi)水面下的深度，過液封管口作基準(zhǔn)水平面 00 180。 =12?1000/(920850)=171 mm ? 讀數(shù)可提高到原來的 171/12=。ρ C) 式中 R=12mm, ρ A=1000kg/m3， ρ A180。 ? 換用微差壓計后，所測得的壓強(qiáng)差并沒有變化，即 (p1p2)不變 ? 則 R180。 Pa 0 P 7 4 3 6 5 2 1 解：按靜力學(xué)原理，同一種靜止流體的連通器內(nèi)，同一水平面上的壓強(qiáng)相等，故有： p1=p2, p3=p4 , p5=p6 對 12而言： p2=p1 即 p2=pa+ρ ig(Z0Z1) 對 34而言 : p4=p3 即 p4= p3= p2ρ g(Z4Z2) 對 56而言 : p6=p4+ρ ig(Z4Z5) 鍋爐內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)為 : p7=p6 ρ g(Z7Z6) p= pa+ρ ig(Z0Z1)+ ρ ig(Z4Z5)ρ g(Z4Z2)ρ g(Z7Z6) 則蒸汽的表壓為： ppa=ρ ig(Z0Z1+ Z4Z5) ρ g(Z4Z2 +Z7Z6) =13600??（ +） 1000??（ +） =?105 Pa=305 KPa ? 教案 2 例 3 壓差測量 ? 用 U形管壓差計測量氣體在水平管路上兩截面的壓強(qiáng)差，指示液為水，其密度 ρ A為 1000kg/m3， 讀數(shù)為 12mm， 精度不高，為了放大讀數(shù)，改用微差壓計，指示液 A是含 40%酒精的水溶液，密度 ρ A為 920 kg/m3， 指示液 C是煤油，密度 ρ C為 850 kg/m3，問讀數(shù)可以放大到多少？ ? 解：用 U形管壓差計測量氣體的壓強(qiáng)差時 : ? p1p2≈ ρ A gR（ 氣體密度很小可忽略） ? 用微差壓計測量氣體的壓強(qiáng)差時 : p1p2=(ρ A180。 pA=pa+ρ 1g h1+ρ 2g h2 pA180。兩點雖在靜止流體的同一水平面上，但不是連通著的同一種流體。兩點在靜止的連通著的同一流體內(nèi)，并在同一水平面上； pB=pB180。 2)計算水在玻璃管內(nèi)的高度 h. pa pa h1 B B’ h h2 A A’ 解：（ 1）判斷 pA=pA180。 p=pa+ρ1g h1+ρ2g h2 例 1 方程應(yīng)用 P1113 例題 ：壓強(qiáng)與壓差的測量 U 形管差壓計原理 微差壓計原理介紹 測壓 P1P2 =(ρ A – ρ B)gR ， P1P2 =(ρ A– ρ c )gR 例 2 ,3 液位的測量 例 4 液封高度計算 例 5液封 .swf 0pphg??? p1 111 p2 p1 p2 R R ρB ρB ρA ρC ρA A B A B pA=p1+ ρ BgR pB=p2+ ρ AgR p1 p2 = (ρ A –ρ B)gR pA=p1+ ρ Cg(R+H) pB=p2+ ρ AgR + ρ CgH) p1 p2 = (ρ A –ρ C)gR H h ? 教案 2 例 1靜力學(xué)方程應(yīng)用 有一開口容器內(nèi)盛有油和水，油層高度 h1=， 密度 ρ 1=800kg/m3， 水層高度（指油、水界面與小孔的距離） h2=， 密度 ρ 2=1000kg/m3， 1)判斷下列兩關(guān)系式是否成立，即 pA=pA180。 ,mm i i m m i ipMg M M yRT? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 壓強(qiáng) P8 單位 atm, Pa, mmHg, mH2O,kgf/cm2 1atm= = ?105 Pa= 1ata(工程大氣壓 )= 1kgf/cm2 ====?104 Pa 表壓強(qiáng) = 絕壓 — 大氣壓 真空度 = 大氣壓 — 絕壓 ① 注明 表壓 or 真空度 ② p0與溫 、 濕 、 地位及海拔有關(guān) 。 靜止基本方程 重力與壓力作用 .——平衡 密度 l ∝T 。 解：先列出有關(guān)各量不同單位的關(guān)系 1kgf = 1 cm2=104 m2 因此 1atm= kg/cm2=?(kgf?) /(cm2?104m2/cm2) =??104 N/m2=?105 N/m2=?105Pa 教案 1 例 4 公式換算 水蒸汽在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)可用如下經(jīng)驗公式計算 D=(?104/p)?[T5/2/(T+441)] 式中 D擴(kuò)散系數(shù) [英尺 2/h]。（忽略熱損失） 解：取一秒為計算基準(zhǔn)，由蒸汽表查出， 136KN/m2飽和蒸汽的焓是2689kJ/kg ， 361K水的焓是 368kJ/kg. 蒸汽放出的熱 =(2689368)=?2321 kJ/s= kW 設(shè)空氣的出口溫度為 T， 可列出熱量衡算，取基準(zhǔn)溫度為 297K， 于是進(jìn)口 空氣的焓 為 0。 解：首先根據(jù)題意 ， 畫出過程示意圖： 水 W kg 料液 1000kg/h 20% KNO3 蒸發(fā)器 S kg/h 50% KNO3 結(jié)晶器 結(jié)晶產(chǎn)品 P kg/h 4%水 R kg/h % KNO3 確定計算基準(zhǔn) ， 以題給 1000kg/h KNO3水溶液為準(zhǔn) 。 分類： 流體力學(xué) — 動量傳遞 熱量傳遞 質(zhì)量傳遞 P2 二 ． 單位制 ： 單位 量綱 單位制 質(zhì)量 物質(zhì)量的多少 ， 重量 、 力 地球引力的大小 單位換算 例 3 公式分類： 理論 經(jīng)驗 例 4 三 ． 概念 P3 物料衡算 –質(zhì)量守恒定律 體系范圍 基準(zhǔn) m入 =m出 +m積累 例 1 熱量衡算 能量守恒定律 邊界 基準(zhǔn) 溫度 相態(tài) 例 2 平衡關(guān)系 動態(tài)平衡 過程速率 =過程推動力 /阻力 教案 1 例 1 物料衡算 濃度為 20%（ 質(zhì)量 ） 的 KNO3水溶液以 1000kg/h的流量送入蒸發(fā)器 ， 在 149℃ 溫度下蒸出一部分水而得到濃度為 50%的水溶液 ， 再送入結(jié)晶器 ， 冷卻至 38℃ 后 ， 析出含有 4%結(jié)晶水的 KNO3晶體并不斷取走 ， 濃度為 %的 KNO3飽和母液則返回蒸發(fā)器循環(huán)處理 ?；ぴ? （單元操作） 主講：諸愛士 課程介紹 ： 72（ 60+12） +54（ 42+12） ：理論 +實驗 +課程設(shè)計 ：聽、理解、練習(xí)、動手、問 …… ： 期末考試卷面 70%+實驗 20%+平時 10% ：教材 陳敏恒 、譚天恩、姚玉英等 習(xí)題 —何朝洪、姚玉英等 工業(yè)實例 實習(xí)車間工藝 1．物料、流體（固、液、氣）的輸送：泵、風(fēng)機(jī)、真空泵、皮 帶 2．溶液 ——結(jié)晶 3．沉降、旋風(fēng)分離 除塵（氣體） 4．過濾 5．吸收 ——脫吸 6．鍛燒、蒸發(fā)、烘烤 7．傳熱 . 廢熱鍋爐 . 熱交換器 . 8．反應(yīng) 、發(fā)酵、菌種培養(yǎng) 9． 流態(tài)化 制糖 曬鹽： 流體輸送、蒸發(fā)、結(jié)晶、離心分離、干燥等 功能成分提取流程 大豆分離蛋白 啤酒生產(chǎn)工藝 球蛋白分離 化工原理（上冊） 序 一 ． 工業(yè)生產(chǎn)過程： 單元操作 + 反應(yīng) 工藝制造過程 P1 單元操作特點： 物理性操作 ， 只改狀態(tài)和物性 ， 不改化性 。 共有 ， 但數(shù)目和次序不同 原理相同 設(shè)備通用 ， 但可不一樣大 。 試求結(jié)晶的產(chǎn)品量 P， 水分蒸發(fā)量 W， 循環(huán)母液量 R及濃縮溶液量 S。 1） 結(jié)晶產(chǎn)品量 P及水分蒸發(fā)量 W 劃定范圍 整個系統(tǒng) 對其進(jìn)行衡算 列出式 總物料 1000=W+P 溶質(zhì) 1000()=W(0)+P() 解得 P=2） 循環(huán)母液量 R及濃縮液量 S 劃定小范圍 結(jié)晶器 ， 作總物料衡算及 KNO3衡算 S=R+P=R+ S()=R()+P() 解得 R= kg/h S= kg/h 基準(zhǔn) 聯(lián)系物 單位 教案 1 例 2熱量衡算 設(shè)在一管殼加熱器中，用壓力為 136KN/m2的飽和蒸汽加熱空氣（ 297K）， 蒸汽流量是 ， 空氣流量是 1kg/s， 冷凝液在飽和溫度（ 361K） 下排出，若在這溫度范圍內(nèi)，空氣的平均比熱是 ， 試計算空的出口溫度。 出口空氣的焓 =(T297) kJ/kg 空氣獲得的熱 =1?(T297) kJ/s =() kW 熱量衡算，蒸汽放出的熱 =空氣獲得的熱 +熱損失 =+0 所以