发布时间 : 星期六 文章石油化学工程原理课后习题答案更新完毕开始阅读
两个90°标准弯头，一个半开的闸阀。管路出口在贮槽液面以上12m。贮槽与大气相通，反应器在
5.1kgfcm2（表压）下操作。苯的流量为30Lmin，试设计管径，并计算
泵的有效功率。
解：由表1-2取苯在管路中的流速为1.5m 20℃下苯的物性：
s
??879kgm3，??0.373mPa?S
V4V?2 由u?A?d4V4?30?10?3得d???0.021m
?u??1.5?60 由附录十九取管径为?25?2.5mm的钢管，则流体实际流速为
V4V4?30?10?3?2??1.59ms u?2A?d??0.02?600.02?1.59?8794 Re???7.494?10?4000 湍流
?3?0.373?10du??0.01查得??0.039
20 局部阻力系数：入口??0.5，出口??1.0，90°标准弯头??0.75
取??0.2mm则?d?0.2 半开闸阀??4.5，???0.5?1.0?4.?0.75?2?7.5
在贮槽及反应器间列柏努利方程：
22upup2112 Zg???We?Zg????hf122?2?
式中：
p1?0(表压)，p2?5.1kgfcm2?5?105Pa(表压)
Z1?0，Z2?12m，u1?0，u2?0
?u2?421.592??? hf?????????0.039??7.5???113Jkg
0.022?d?2?? ?We?p2?p1?5?105?Z2g??hf=?12?9.81?113?799.5Jkg
879
Ne?We??V?799.5?879?30?10?3/60?351.4W
??1-21 有一水平输送原油的管路，管径为?299?12mm，总长度为42km。原油的流量为
62.5m3h，密度和粘度分别为910kgm3和
300cP，管路两端压差保持不变，试问：
⑴在管路下游1/3处并联一条同样直径的管子时，原油输送量增到多少？ ⑵欲使原油流量增加50%，需并联多长的管子？ 解：⑴在管路下游1/3并联一条同样直径的管子时： 并联前的
u?du?V4?62.5??0.292 3ms
2A??0.275?3600?0.275?0.2923?910?243.83 层流
?3300?10
Re?? 由于流体的粘度较大，可假设并联管路后仍为层流 根据并联管路特点，并联部分的管路阻力损失相等
hf1?hf1 '
lu264?lu232?lu 而 hf????2
d2du?d2d?32?l1u132?l1' u1' ? 即： 22d?d? 由于管径及管长均相等，则有u1 则并联后的总管流速为：
?u1'
u ?u1?u2 ?2u1
由于管路两端点压差不变，则在并联前后的总阻力应保持不变
lu264?lu232?lu 并联前的阻力：?hf????2
d2du?d2d?2l1u1l' u' 232?l' u' 32?l1u1 并联后的阻力：?hf '?? ??1??22d2d2d?d? 由于
?hf32?lu32?l' u' 32?l1u1? ??hf '，则有2?22d?d?d?21 即lu?l' u' ?'1u1代入数据可得0.2923?42??42?2u1??42?u1
33 解得：u1 检验：
?0.1754ms u '?0.3507ms
du'?Re???0.275?0.3507?910?418 假设成立
?3300?10 V '?u 'A?0.3507??0.2752?0.02083m3S?75.00m3h
41u '?1.5u，而u1?u '?0.75u
2? ⑵若使原油流量增大50%，则
由于管路两端点压差不变，则在并联前后的总阻力应保持不变
lu264?lu232?lu 并联前的阻力：?hf????2
d2du?d2d?2l1u1l 'u' 232?l' u' 32?l1u1 并联后的阻力：?hf' ?? ??1??22d2d2d?d?32?lu32?l' u' 32?l1u1 由于?hf??hf' ，则有 ??222d?d?d? 即
lu?l u' ?l1u1代入数据可得 l?u??l??1?1.5u?l10.75u1
l1?0.667l?0.667?42?28km
即需并联28km的同样直径的管路。
1-22 如题图所示由敞口高位槽A分别向反应器B和吸收塔C稳定的供给20℃的软化水，反应器B内压力为
0.5kgfcm2，吸收塔
C中真空度为73.5mmHg。总管路的规格为
B的管路规格为?25?2.5mm，
?57?3.5mm，长度为?20?ZA?m；从分支点至反应器
长度为15m；从分支点至吸收塔C的管路规格为?25?2.5mm，长度为20m（以上管长均包括各自管路上的各种局部阻力的当量长度）。整个管道为无缝钢管，其粗糙度ε可取0.15mm。如果要求向反应器B供给水流量为1.13?103kgh，向吸收塔
3C供给水流量为1.7?10kgh，问高
物
性
：，
位槽液面至少高于地面多少？ 解
：
20
℃
水
的
??99.2kg8m3??1.005mPa?S
以分支点为O点，则在OB段中的流速为：
4V4?1.13?103??1.001ms u?22?d??0.02?998.2?36000.02?1.001?998.24 Re???1.988?10?4000 湍流
?3?1.005?10 由
du??d?0.1520?0.0075查图
1-28得
??0.038
则根据柏努利方程可得O点的总比能为：
EOB2uB???ZBg??hf?2pBOB0.5?9.807?105151.0052?0?1?9.807?0.038?? =
998.20.022 =73.2119 Jkg 则在
4V4?1.7?103??1.5058ms OC段中：u?22?d??0.02?998.2?3600
Re?du???0.02?1.5058?998.24?2.99?10?4000 湍流
?31.005?10 由
?d?0.1520?0.0075查图
1-28得
??0.037
则根据柏努利方程可得O点的总比能为：
EOB2uC???ZCg??hf?2pCOC-73.5?101325201.50582?0?8?9.807?0.037?? =760?998.20.022 =110.6107 Jkg 取两个中较大者，即 在总管中的流速：
EOB=110.6107 Jkg
uOBAOB?uOCAOC1.001?0.022?1.5058?0.022??0.4011ms u?2A0.050.05?0.4011?998.24??1.992?10?4000 湍流 Re??3?1.005?10du?