1、1.弄清基本概念,2.熟悉基本公式推导过程,3.掌握解题思路和方法,要求：,化原答疑安排：答疑邮箱：,或wwL,武老师,1.U形压差计,3.机械能守恒方程,1.2 基本公式,2.连续性方程,第一章 流体流动,6.Re计算,5.阻力计算(Fanning公式),4.层流阻力计算(海根泊稷叶方程),1.用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4t/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m，进出口阻力不计。管径为1084mm，油的粘度为3430cP，密度为960kg/m3,泵的效率为50%，求泵的实际功率Na。,1.3 计算举例,解:(1)摩擦系数,层流
2、,(2)有效扬程He,在12截面间列机械能守恒方程,(3)求泵的实际功率Na,看清题目，已知ABC，求D；已知ABD，求C；等等,1.管路特性曲线,泵特性曲线,2.泵的最安装高度,环境大气压,工质温度,由流量查附录,吸入管路阻力,2.2 基本公式,第二章 流体输送机械,以允许吸上真空高度HS计算Hg,max,3.比例定律,2.3 计算举例,1.某离心泵的特性可表达为：He=42-30V 2(He-m，V-m3/min)，已知生产装置中管路特性为He=30+2.88105 V 2(He-m，V-m3/s)。试求生产中使用该泵的流量及有效功率。所输流体的密度为998.2kg/m3。,泵：He=42
3、30V 2=4230(60V)2=42-1.08105 V 2-(1)管路:He=30+2.88105 V 2-(2)(1)=(2):He=He,得V=5.5010-3 m3/s,代入(1)得：He=421.08105(5.5010-3)2=38.7 m Ne=gVHe=2.09103 w,解,2.以2B19型水泵输送35的水，已由工作点确定流量为5.5 L/s,由水泵样本查得HS=6.8m,已知吸水管内径为50mm,当地大气压为9.8mH2O，吸水管阻力Hf1-2=1.8mH2O.求最大几何安装高度.,解,35水的饱和蒸汽压：PV=5623.44 N/m2,35水的密度：=993.75kg/
4、m3,吸水管的流速：,工作态的允许吸上真空高度:,离心泵最大几何安装高度：,离心泵离开水面的最大安装高度为：3.73m,1.过滤速率计算式,2.恒压过滤方程,3.2 基本公式,第三章 过滤 沉降 流态化,3.球形颗粒自由沉降速度,当Rep2,Stokes公式,当Rep2500，,Allen公式,当Rep=5002105,Neuton公式,3.3 计算举例,1.一直径30m的光滑球形固体颗粒在a=1.2kg/m3的空气中的有效重量(指重力减浮力)为其在20水中有效重量的1.6倍。现测得该颗粒在上述水中的沉降速度为其在某密度为880kg/m3的矿物油中沉降速度的4.3倍，试求该矿物油的黏度。已知2
5、0水的黏度为1mPaS。,解,现以下标a，w，o分别表示颗粒在空气，水，油中的沉降并设在油和水中沉降均属Stokes区。,重力=pg(dp3/6)，浮力=ag(dp3/6),2.用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶机过滤面积为1.312m2,共10只滤叶。测得:过滤10min得滤液1.31m3；再过滤10min共得滤液1.905m3。已知滤饼与滤液体积比n=0.1。试问:(1)过滤至滤液量为2.755m3即停止,过滤时间是多少?滤饼厚度是多少mm?(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,滤饼生产能力是多 少?（m3/h）,解:求K、qe,G饼=VF/(t3+tw+t辅)=0.2755/(40.
6、2+45)=3.2310-3 m3/min=0.194 m3/h(滤饼),由 0.212+20.210.01048=0.001206t3,t3=40.2 min,求过滤时间,求滤饼厚度,过滤终了时,共得滤饼量V饼=0.210.113.12=0.2755 m3滤饼厚度L=0.2755m3/13.12m2=0.021m=21mm,L q,滤饼生产能力,1.流体在管内强制对流给热,L/Di50,流速或流量加倍,2.串联传热,4.2 基本公式,第四章 传热与换热器,3.传热系数,4.3 计算举例,1.在逆流操作的套管换热器中,把氢氧化钠溶液从70冷却到35,氢氧化钠走管内,流量为1.11kg/s,比热
7、为3770J/(kgK),氢氧化钠对管壁的对流给热系数为930W/(m2K)现用15的水作为冷却剂,水走管外,流量为1.67kg/s,比热为4180J/(kgK),管壁对水的对流给热系数为1000W/(m2K),(管壁热阻及垢阻略计),忽略热损失(可近似按平壁处理)试求:(A)冷却剂出口温度及所需传热面积;(B)操作中若氢氧化钠及水的初始温度不变,而两流体的流量都增大一倍,则流量增大后的冷、热流体的出口温度变为多大?(假设两流体均为湍流,其物理性质不变,传热温度差可取用算术平均值)。,Q=W2 cp1(T1-T2)=1.113770(70-35)=1.465105W 忽略热损失,则 Q=W2c
8、p2(t2 t1)即1.465105=1.674180(t2-15)解得 t2=36,为薄壁园筒,按平壁近似计算 K=1 2/(1+2)=9301000/(930+1000)=481.9 W/(m2K)A=Q/Ktm=1.465105/(481.926.4)=11.5 m2,解：,(A),(B),联立求解(1)(2)解得 T2=37.3 t2=34.6,2.欲设计一列管式换热器,用110的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20预热到95。(1)若初步选定采用单管程换热器,空气走管程,管束由120根252.5mm的铜管组成。试确定所需的管束长度。(2)若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数
9、、管长及直径同上。空气流量及进口温度不变。则空气的出口温度有无变化?试计算之。在计算中,冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取:粘度=0.02cP,比热:Cp=1.0kJ/(kg),导热率=0.029W/(m),密度=1.076kg/m3。,4.3 计算举例,解：,(1)L=?Gi=(1400/3600)/(120/4)0.022=10.32 kg/(m2s)Re=di Gi/=0.0210.32/(0.0210-3)=1.032104 104Pr=Cp/=10000.0210-3/0.029=0.69i=0.023Re0.8 Pr0.4/d i=0.023
10、0.029(1.032104)0.8 0.690.4/0.02=46.7W/(m2K)Ki=i(冷凝液膜的热阻,管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计)Q=WC CPCt=Aiitm Ai=WCCPC(t2 t1)/(itm),110,95,20,tm=(90-15)/Ln(90/15)=41.86Ai=1400103(95-20)/3600/(46.741.86)=14.92m2 Ai=ndiLL=Ai/(ndi)=14.92/(1200.02)=1.98 m 2 m,(2)改为双管程,管子总数不变,t2=?Ln(T-t1)/(T-t2)=KiAi/(WC CpC)(1)Ln(T-t1)/(T-t2
11、)=KiAi/(WC CpC)(2)K/K=/=(u/u)0.8=20.8(双管程,管束分二,流速加倍)由(1)/(2)Ln(T-t1)/(T-t2)=20.8 Ln(T-t1)/(T-t2)Ln(110-20)/(110-t2)=20.8 Ln(110-20)/(110-95)t2=106,5.2 基本公式,1.操作线方程,2.填料层高度,3.传质单元数,第五章 气体吸收,4.最小液气比,5.3 计算举例,1.某填料逆流吸收塔，用清水吸收尾气中的丙酮。若进塔气体中丙酮含量为5，气体流率为30kmol/m2h,，液相流率为40kmol/m2h，此液体流率为最小流率的1.5倍，回收率95，体系服
12、从亨利定律，液相传质单元高度HL=0.52m,，气相体积分传质系数kya=0.05kmol/m3sy。求(1)液相出口浓度；(2)填料层高度。,解（1）：,（2）,2.拟在常压逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率y1=0.03，要求其回收率=95%。已知操作条件下解吸因数1A0.8，平衡关系为y=x，试计算：(1)操作液气比为最小液气比的倍数；(2)吸收液的浓度x1;完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG。,5.3 计算举例,解：求液气比、最小液气比,低浓度气体吸收，G、L不变,求液相出塔浓度x1,求汽相总传质单元数NOG,当操作线与平衡线平行,
13、6.2 计算公式,第六章 流体蒸馏,6.3 计算举例,1.常压下，用一块理论板、全凝器与塔釜组成的连续精馏塔分离某二元混合液。已知：进料xf=0.20，q=1，进料从塔上方加入。塔顶产品浓度xD=0.30，塔顶用全凝器，泡点回流，回流比为3.0。易挥发组分回收率=0.85，若平衡关系可用y*=Ax，表示，试计算A值.,解：塔底组成,提馏段,L=RD+qF=3.00.567F+F=2.701F,V=V-(1-q)F=V=(R+1)D=(3+1)0.567F=2.268F,提馏段操作线,F,xF,W,xW,D,xD,L,V,y1,x1,y2,点(x1,y2)在提馏线上：y2=Axw,x1=xD/A
14、,y2=A0.0691=1.191(0.30/A)-0.0132解得：A=2.18,2.如图，在由一块理论板和塔釜组成的精馏塔中,每小时向塔釜加入苯一甲苯混合液100kmol,苯含量为30%(摩尔%,下同)泡点进料,要求塔顶产品馏出液采出率D/F=0.171,塔顶采用全凝器,回流液为饱和液体,回流比为3,塔釜间接蒸汽加热,相平衡方程y=2.5x,求每小时获得的顶馏出液量D、釜排出液量W及浓度xW。,解：,物料衡算：,D/F=0.171,D=0.171100=17.1 kmol/hW=F-D=82.9 kmol/h,逐板计算：,y1=xD=2.5x1,x1=y1/2.5=0.4xD,对轻组分衡算：,8.2 基本公式,第八章 干燥,2.湿物料经过7小时的干燥，含水量由28.6%降至7.4%，若在同样操作条件下，有28.6%干燥至4.8%需要多少时间？（以上均为湿基）已知物料的临界含水量Xo=0.15（干），平衡含水量X*=0.04（干），降速段干燥速率近似为直线。,8.3 计算举例,解:,恒速段,降速段,降速段干燥速率近似为直线,设湿含量从X1降为X3=0.05时干燥时间为,
