化工原理练习习题及答案(3)

',

(2) 阀前后的压强表的读数为多少？

(3) 将阀门调至另一开度，且液面高度不在恒定（液面初始高度同上），试求两液面高度差降至3m时所需的时间。（两容器内径均为5m，假定流动系统总能量损失为∑hf=15u2）。

解：当阀门关闭时，以管道中心线作为基准水平面，根据静力学方程

gzA 80 10 zA 9.06m

3

gzB 40 10 zB 4.53m

3

在A截面和B截面间列伯努利方程，得：

uA2

2

gz

A

pA

gzB

uB2

2

pB

hfAB

式中：uA uB 0,pA pB 0（表压）

l leu2

d

2

65 25 30u

0.04

2

2

hfAB

0.0045

2

6.75u

9.81(9.06 4.53) 6.75u

2

u 2.56m/s

Vh 3600 0.785 0.04 2.56 11.6m/h

23

2）在A截面与阀前压强表所在截面间列伯努利方程

u

2

gz

A

2

pA

gz1

u12

2

p1

hf1 A

',

hf1 A

lA 1ud

2

2

0.0045

650.04

2.562

2

23.96

p1 (9.06 9.81 27.24) 900 55.47kPa

在阀后压强表所在截面与B截面间列伯努利方程

u22

2

gz2

p2

gzB

uB2

2

pB

hf,2 B

2

hf,2 B

l2 Bud

2

2

0.0045

250.042.562

2.562

9.216

2

p2 900 (4.53 9.81 9.216

) 45.34kPa

3）设某瞬间A罐液面降至H，B罐液面升至h。

如图以罐底所在平面为基准面，列1—1'、2—2'两截面的柏努力方程,以表压计。因A、B两截面较大，下降与上升速度都很小，故动能可忽略。

简化后的柏努力方程为： Hg=hg+ hf

h

整理 H- h =

g

f

2

u 1.529

u =0.81H h (a) 由质量守恒可知，A罐油减少量等于B罐油品增加量。故有 Aa(9.06-H)=Ab(h-4.53)