《化工原理例题》PPT课件.ppt
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1、化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离例例2:在过滤压强差为:在过滤压强差为0.3MPa条件下,利用板框压滤条件下,利用板框压滤机对某药物悬浮液进行恒压过滤,过滤面积机对某药物悬浮液进行恒压过滤,过滤面积21m2,得得到不可压缩滤饼,且滤饼体积与滤液体积之比为到不可压缩滤饼,且滤饼体积与滤液体积之比为0.018。已知当过滤压强差为。已知当过滤压强差为0.1 MPa而其它操作条件而其它操作条件相同时,该压滤机的过滤常数相同时,该压滤机的过滤常数qe=0.0217 m3/m2,e=2.81 s。试求当所得滤饼体积为试求当所得滤饼体积为0.26m3时,所获得时,所获得
2、的滤液体积及所需的过滤时间。的滤液体积及所需的过滤时间。解:解:滤液体积滤液体积 化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤九、过滤机的生产能力九、过滤机的生产能力化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离例:用框数为例:用框数为26的的BMS20/635-25压滤机恒压过滤压滤机恒压过滤每升水中含每升水中含25g固相的悬浮液固相的悬浮液,料浆温度为料浆温度为25oC,已已知,知,,。每次过滤完毕用。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼清水洗涤滤饼,洗水温度及表压与滤浆相同而体积洗水温度及表压与滤浆相同而体积为滤液的为滤液的8%。辅助操作时间
3、为。辅助操作时间为l5min。已知已知 。求。求Q。恒压过滤方程恒压过滤方程化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤九、过滤机的生产能力九、过滤机的生产能力化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离解:解:过滤面积过滤面积滤框总容积滤框总容积(1)(1)求求V滤饼充满滤框时对应的滤液体积滤饼充满滤框时对应的滤液体积过滤终了时的过滤终了时的q值值化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离(2)(2)求求恒压过滤方程式恒压过滤方程式第三节第三节 过滤过滤九、过滤机的生产能力九、过滤机的生产能力(3)(3)求
4、求化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离第三节第三节 过滤过滤九、过滤机的生产能力九、过滤机的生产能力化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动例例:某压缩机的吸入管路直径为某压缩机的吸入管路直径为200mm200mm,压出管路直径,压出管路直径为为80mm80mm,吸入管内气体压强为,吸入管内气体压强为9.73109.73104 4PaPa,温度为,温度为3030,压出管路内气体压强为,压出管路内气体压强为5.886105.886105 5PaPa(表压),(表压),温度为温度为8080,已测得吸入管内气体平均
5、,已测得吸入管内气体平均流速为流速为20m/s20m/s,试求压出管的流速、质量流速和压缩机的,试求压出管的流速、质量流速和压缩机的排气量(以质量流量表示)排气量(以质量流量表示)解:吸入管解:吸入管化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动压出管压出管压缩机的排气量压缩机的排气量化工原理课件化工原理课件第一章第一章 流体流动流体流动化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动例例:求求WeWe 1200kg/m 1200kg/m3 3 P=101325Pa P=101325Pa。蒸发室压强蒸发室
6、压强2OOmmHg(2OOmmHg(真空度真空度)。15m,15m,6868 4mm,2Om4mm,2Om3 3/h,/h,全部能损为全部能损为12OJ/kg12OJ/kg。求泵的有效功率求泵的有效功率分析:分析:上游截面:上游截面:下游截面:下游截面:1-11-1,3-33-3,4-44-45-55-5,2-22-2,6-6-6 6化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动解:由柏努利方程:解:由柏努利方程:其中其中化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动 例例:求求Z Z 小区输水系统小区输水系统水管管径水管管径 6868 4mm,4
7、.0m4mm,4.0m3 3/h,/h,全部能损为全部能损为2OJ/kg(2OJ/kg(不含出口不含出口)。求求液面距管出口的垂直距离。液面距管出口的垂直距离。分析:分析:上游截面:上游截面:1-11-1 下游截面:选择管道出口的内侧为下游截面:选择管道出口的内侧为2-22-2截面截面 基准水平面:出口管轴线所在水平面基准水平面:出口管轴线所在水平面 解:柏努利方程解:柏努利方程:其中其中Z1=2.14m d=0.068-20.004=0.032m化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动例:例:求
8、求p。某车间用压缩空气。某车间用压缩空气压送稀硫酸压送稀硫酸(密度密度1240kg/m3),流量为流量为2m3/h,37373.5mm3.5mm的的无缝钢管,总能量损失为无缝钢管,总能量损失为10J/kg(10J/kg(不包括出口损失不包括出口损失),贮,贮槽液位恒定,输送管路出口高槽液位恒定,输送管路出口高于贮槽内液面于贮槽内液面10M10M,求所需压,求所需压缩空气的压力。缩空气的压力。化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动(表压表压)解:取贮槽液面为解:取贮槽液面为1-1截面,管路出口内侧为截面,管路出口内侧为2-2,在在1-1和和2
9、-2两截面之间列柏努利方程两截面之间列柏努利方程(表压表压)化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 流体在管内的流动流体在管内的流动例例:求求u u 水平通风管道,直径自水平通风管道,直径自400mm400mm渐渐缩到缩到200mm200mm。为了粗略估计管道中空气的。为了粗略估计管道中空气的流量,在锥形接头两端各装一个流量,在锥形接头两端各装一个u u型压差型压差计。现测得粗管端计。现测得粗管端u u型压差计的读数为型压差计的读数为100mm100mm水柱,细管端的水柱,细管端的u u型压差计的型压差计的读数读数为为80mm80mm水柱,空气流过锥形水柱,空气流过锥形管的
10、能量损管的能量损失可以忽略,管道中空气的平均失可以忽略,管道中空气的平均密度约密度约为为1.2kg1.2kgm m3 3,试求管道中的空气流量。,试求管道中的空气流量。分析:分析:(2)(2)理想流体:理想流体:(1)(1)因空气在锥形管两端的压强变化仅因空气在锥形管两端的压强变化仅20mm20mm水柱,故可水柱,故可按不可压缩流体来处理。按不可压缩流体来处理。解解:在在1-11-1和和2-22-2两两截截面面之之间间列列柏柏努努利利方方程。程。u1=4.7m/s化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动例:水在附图所示的虹吸管内作定例:水在附图所示的虹吸管内作定态流动,管路直径没有变化,
11、水流态流动,管路直径没有变化,水流经管路的能量损失可以忽略不计,经管路的能量损失可以忽略不计,试计算管内截面试计算管内截面2-22-2、3-33-3、4-4-4 4、5-55-5处的压强。大气压强为处的压强。大气压强为1.01331.013310105 5PaPa。图中所标注的尺寸。图中所标注的尺寸均以均以mmmm计。计。解:由题可知:解:由题可知:11截面:截面:P1=1.013105Pa u=0若以若以22截面为基准水平面,则截面为基准水平面,则z1=3m22截面:设管内流速为截面:设管内流速为u z2=033截面:截面:u,z3=3m44截面:截面:u,z4=30.5=3.5m55截面:
12、截面:u,z5=3m66截面:截面:u,z6=2m,P6=P1=1.013105Pa 化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动We=0,hf=0 11截面和截面和66截面之间计算来获取速度截面之间计算来获取速度u:u2/2=g(z1z6)=9.8 P2=1.209105Pa P4=0.866105Pa P3=0.915105Pa P5=0.915105Pa 化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力例例:20:20o oC C水的流量为水的流量为20m20m3 3/h/h。高位液面比贮罐液面。高位液面比贮罐液面高高10m10m。吸
13、入管为。吸入管为 8989 4mm4mm无缝钢管无缝钢管,直管长直管长5m,5m,一个一个底阀、一个底阀、一个9090标准弯头标准弯头;排出管为排出管为 5757 3.5mm 3.5mm无无缝钢管缝钢管,直管长直管长20m,20m,有一个全开闸阀、一个全开截有一个全开闸阀、一个全开截止阀和两个标准弯头。液面恒定且与大气相通。求止阀和两个标准弯头。液面恒定且与大气相通。求泵的轴功率(泵的效率为泵的轴功率(泵的效率为70%70%)。)。化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力ZZ1 1=0,Z=0,Z2 2=10m,u=10m,u1 1
14、0,u0,u2 2 0,p0,p1 1=p=p2 2=0(=0(表表)故故:解解:以以水水槽槽液液面面为为上上游游截截面面1-11-1,高高位位槽槽液液面面为为下下游游截截面面2-22-2,并并以以截截面面1-11-1 为为基基准准水水平平面面。在在截截面面1-1-1 1 与与2-22-2 之之间间列列柏柏努努利利方方程式得程式得 化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力(1)(1)吸入段:吸入段:式中式中 化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力由附录由附录2 2查得查得2
15、020o oC C时时=998.2kg=998.2kg m m-3-3,=1.004=1.004 1010-3-3PaPa s s,查图查图1-291-29取取=0.3mm,则则 化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力底阀底阀 9090标准弯头标准弯头进口进口 (2)(2)排出段:排出段:同理可得同理可得 局部阻力:局部阻力:化工原理化工原理第一章第一章 流体流动流体流动第四节第四节 流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力(3)(3)总能量损失:总能量损失:外功:外功:有效功率:有效功率:轴功率:轴功率:例例:二二氧氧化化碳碳的的
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