高分子化学习题讲解

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1、幻灯片4绝对压力测定压力表压大气压当时当地大气压绝对压力为零真空度绝对压力测定压力（a）（b）幻灯片5流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。p2p1g(Z1-Z2) 液体静力学基本方程式.p2p0ghp0p1p2Gz2z1质量流速qm/A=Au/A=u幻灯片6（一）压力测量 1、 U型管液柱压差计 （U-tube manometer ） 测定流体的压力差和测量流体任一处的压力。2微差压差计3 斜管压差计二、液面测定三、确定液封高度幻灯片7管道直径的估算 连续性方程式2112 qm1qm21A1u12A2u2幻灯片8柏努利方程式实际流体机械能衡算式 幻灯片9柏努利方程式的应用1、确定流

2、体的流量 2、确定容器间的相对位置3、确定输送设备的有效功率4、管道内流体的内压强及压强计的指示1、应用柏努利方程的注意事项 1）作图并确定衡算范围2）截面的截取 3）基准水平面的选取4）单位必须一致 5)外加能量 幻灯片10 牛顿粘性定律 两流体层之间单位面积上的内摩擦力（或称为剪应力）与垂直于流动方向的速度梯度成正比。流体流动形态判断Re2000，流动类型为层流；Re4000，流动类型为湍流；2000Re4000，流动类型不稳定Re=du/幻灯片11 管路计算管路计算是连续性方程：V=Au柏努利方程: 摩擦阻力计算式：幻灯片12作 业幻灯片13课后作业：P46 2、3、4、7、9、12幻灯

3、片141、如附图所示，用抽真空的方法使容器B内保持一定真空度，使溶液从敞口容器A经导管自动流入容器B中。导管内径30mm，容器A的液面距导管出口的高度为1.5m，管路阻力损失可按Shf=5.5u2计算（不包括导管出口的局部阻力），溶液密度为1100kg/m3。试计算送液量为3m3/h时，容器B内应保持的真空度。幻灯片15解：取容器A的液面1-1截面为基准面，导液管出口为2-2截 面，在该两截面间列柏努利方程，有： u12/2+gz1+p1/r= u22+gz2+p2/r+Shf 式中：p1=pa，z1=0，u1=0，p2=pa-p真，z2=1.5m u2=qv/A2=3/(36000.7850

4、.032=1.18m/s Shf=5.5u2=5.5u22 所以： p真=(z2g+u22/2+5.5u22)r =(1.59.81+61.182)1100=2.54104Pa 幻灯片162、用高位槽向蒸馏塔供料。 r=850kg/m3，塔内压强 p2=0.981kPa(表)，qvh=5m3/h，f38 mm2.5mm，Shf=30J/kg (不含出口)。求：z1。z1幻灯片17解：z2=0， p1=0(表)，p2=9.81102 Pa，Shf=30 J/kg，u1=0幻灯片183、用泵将密度r=1100kg/m3的液体输送到高位槽内。升扬高度为5m，p2=200kPa(表压)，流量qvh=2

5、0m3/h，管子直径为f68 mm4mm，阻力损失为 Shf=120J/kg,，泵效率h=0.65，求：功率P。5m1122幻灯片19解：z1=0,，z2=5m， p1=0，p2= 200kPa(表)， u1=0 幻灯片20作业4 从高位槽向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？110022幻灯片21解 ：选取高位槽的液面作为1-1截面， 选在管出口处内侧为2-2截面，以0-0截面为基准面，在两截面间列柏努利方程，则有 u2=1.5m/s式中 p1=p2=0

6、（表压） u1=0（高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小可以忽略不计）hf=1.2mz1-z2=xx=1.2m 计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力。幻灯片22作业5：用泵将贮槽(通大气)中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，如附图 所示。泵的进口管为893.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为76 2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在 0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加能量。幻灯片

7、23解：解题要求规范化式中，z1=0，z2 =7；p1=(表压)，p2=0.2kgf/cm29.8104=19600Pa，u10,u2=u1(d2/d1)2=1.5( (89-23.5) /(76-22.5)2=2.0m/s代入上式， 得W=128.41J/kg幻灯片24作业6幻灯片25幻灯片26幻灯片27幻灯片28作业7幻灯片29幻灯片30幻灯片31幻灯片32第四章 传热本章重点和难点1、掌握内容 传热基本方式、工业换热方式及适用范围；传热基本方程式及其相关参数的计算方法；傅立叶定律及其应用；传热系数计算及测定方法，换热面积的确定方法；强化传热的方法与途径。 2、理解内容 热负荷与传热速率间

8、的关系，传热机理、传热膜概念，有相变传热过程的膜系数计算，列管换热器的选型方法。 3、了解内容工业换热器的类型、结构、操作原理。 幻灯片332、 单层平壁的热传导3、单层圆筒壁稳定热传导4、对流传热速率Q= A(T-Tw）5、如无其他热损失，则冷流体的焓增等于热流体的焓减。幻灯片34总传热速率方程平壁对流传热圆管对流传热逆流和并流时的传热温差 幻灯片35作 业P1952、4、5、14、15、16幻灯片36作业 在1米管长的冷却器中用12 冷水将油品从147 冷却到97 ，冷水被加热到37 ，两流体并流流动。求：欲使油品出口温度降至77 ，管子需增加多少米？（上述各工况油、水的流量、入口温度及所

9、有物性常数均不变，忽略热损失。）幻灯片37解：换热器中两流体无相变化，则有Q=Whcph(T1-T2)=Wccpc(t2-t1)Q=Whcph(147-97)=Wccpc(37-12)（a）改变条件后，设冷水被加热到t2Q=Whcph(147-77)=Wccpc( t2 -12)（b）联立式a和b，解得： t2=47 幻灯片38T1=147T2=97t2=37t1=12T1=147T2=77t2=47t1=12代入数据得幻灯片39第四章 传质幻灯片40l 气相中的稳定分子扩散：等分子反向扩散、菲克定律l 对流传质：分子扩散、涡流扩散l 双膜理论幻灯片41Pe=EX 亨利定律 吸收速率方程 幻灯

10、片42V，Y1L，X1Y XV，Y2L，X2mn0 X2 X X1Y1YY2TABYe=f（X）吸收操作线总位于平衡线上方；若在下方，则为脱吸。吸收操作线方程式幻灯片43吸收剂的用量与最小液气比气液浓度都很低，平衡关系符合亨利定律幻灯片44填料层高度的计算 幻灯片45相应的对数平均推动力可用算术平均时， 当 推动力代替。幻灯片46幻灯片47作业课后 7题；在填料塔中用清水逆流吸收空气氨混合气体中的氨。混合气体质量流量为0.35kg/(m2s)，进塔气体浓度Y1=0.04，回收率0.98，平衡关系为Y*=0.92X，气相总容积吸收系数KYav=43mol/(m3s)，操作液气比为最小液气比的1.

11、2倍。求塔底液相浓度和填料层高度？幻灯片48解：已知：Y1=0.04，=0.98，E=0.92，KYav=43，X2=0，qm=0.35（1）塔底液相浓度X1 Y2=Y1（1-）=0.04（1-0.98）=0.0008（L/V）实=1.2 （L/V）min因为： （L/V）实=（Y1- Y2）/ X1 （L/V）min=（Y1- Y2）/ (Y1/E) 所以有：（Y1- Y2）/ X1=1.2 （Y1- Y2）/ (Y1/E) X1=0.0362幻灯片49（2）填料层高度 进塔气相平衡浓度：Y1* =E X1=0.920.0362=0.0333出塔气相平衡浓度：Y2*= E X2=0 Y1= Y1 - Y1*=0.04-0.0333=0.0067 Y2= Y2 - Y2*=0.0008 对数平均推动力：Ym =(Y1 - Y2) / ln(Y1/Y2) =0.0028幻灯片50惰性气体体积：V=（1-y1）qmA=1-Y1/(1+ Y1) qm A传质单元数：NoG=(Y1 - Y2) / Ym =14.1传质单元高度： HoG=V / (KYav A) = 1-Y1/(1+ Y1) qm A / (KYav A) =0.27填料层高度：h= NoGHoG=3.8m