logo
  • write-homewrite-home-active首页
  • icon-chaticon-chat-activeAI 智能助手
  • icon-pluginicon-plugin-active浏览器插件
  • icon-subjecticon-subject-active学科题目
  • icon-uploadicon-upload-active上传题库
  • icon-appicon-app-active手机APP
首页
/
化工
题目

某化工厂在生产过程中需要用氮气将原料罐中的液态危险品压送到密封的高位槽中,以供反应器使用,生产过程为连续操作,原料和高料槽液位维持恒定,液面差为 Z=8(m),高位槽内的表压为 1.215times10^5(Pa),输送管路的管径为 Phi 38times3(mm),管路系统的总长度(包括除进口、出口和阀门 A 之外所有局部阻力的当量长度)为 16.7(m),当阀门全开时,其局部阻力系数为 1.18,管内流动的摩擦系数为 0.0256,输送流量为 45(m)^3/(h)。求:(1) 管路系统的压头损失(2) 所需氮气的绝对压力(液态危险品的密度为 1106(kg/m)^3,当地大气压为 755(mmHg))

某化工厂在生产过程中需要用氮气将原料罐中的液态危险品压送到密封的高位槽中,以供反应器使用,生产过程为连续操作,原料和高料槽液位维持恒定,液面差为 $Z=8\text{m}$,高位槽内的表压为 $1.215\times10^5\text{Pa}$,输送管路的管径为 $\Phi 38\times3\text{mm}$,管路系统的总长度(包括除进口、出口和阀门 A 之外所有局部阻力的当量长度)为 $16.7\text{m}$,当阀门全开时,其局部阻力系数为 $1.18$,管内流动的摩擦系数为 $0.0256$,输送流量为 $45\text{m}^3/\text{h}$。求: (1) 管路系统的压头损失 (2) 所需氮气的绝对压力(液态危险品的密度为 $1106\text{kg/m}^3$,当地大气压为 $755\text{mmHg}$)

题目解答

答案

1. 根据流量 $ Q = 45 \, \text{m}^3/\text{h} $,得 $ u \approx 1.554 \, \text{m/s} $。 总压头损失为: \[ h_f = 0.0256 \times \frac{16.7}{0.032} \times 0.123 + 2.68 \times 0.123 = 1.64 + 0.33 = 1.97 \, \text{m} \] 2. 根据伯努利方程: \[ \frac{p_1}{\rho g} = \frac{1.215 \times 10^5}{1106 \times 9.81} + 8 + 1.97 = 21.17 \, \text{m} \] \[ p_1 = 21.17 \times 1106 \times 9.81 \approx 2.3 \times 10^5 \, \text{Pa} \] \[ p_{\text{abs}} = 2.3 \times 10^5 + 1.007 \times 10^5 = 3.31 \times 10^5 \, \text{Pa} \] 最终结果: 1. $ h_f \approx 1.97 \, \text{m} $。 2. $ p_{\text{abs}} \approx 3.31 \times 10^5 \, \text{Pa} $。

解析

本题主要考察流体力学中的伯努利方程以及压头损失的计算。解题思路如下:

  1. 首先根据已知的流量和管径计算管内的流速。
  2. 然后根据流速、管路长度、摩擦系数以及局部阻力系数计算管路系统的压头损失。
  3. 最后根据伯努利方程,结合已知的表压、液面差以及压头损失计算所需氮气的绝对压力。

下面进行详细的计算:

  1. 计算管内的流速
    已知流量 $Q = 45 \, \text{m}^3/\text{h}$,将其单位换算为 $\text{m}^3/\text{s}$,则 $Q = \frac{45}{3600} \approx 0.0125 \, \text{m}^3/\text{s}$。
    管路的内径 $d = 38 - 2\times3 = 32 \, \text{mm} = 0.032 \, \text{m}$。
    根据流量公式 $Q = uA$(其中 $A = \frac{\pi}{4}d^2$),可得流速 $u = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi}{4}d^2} = \frac{0.0125}{\frac{\pi}{4}\times(0.032)^2} \approx 1.554 \, \text{m/s}$。
  2. 计算管路系统的压头损失
    已知管内流动的摩擦系数 $\lambda = 0.0256$,管路系统的总长度 $L = 16.7 \, \text{m}$,管径 $d = 0.032 \, \text{m}$,阀门全开时的局部阻力系数 $\zeta = 1.18$。
    根据达西 - 魏斯巴赫公式 $h_f = \lambda \frac{L}{d} \frac{u^2}{2g} + \zeta \frac{u^2}{2g}$,其中 $g = 9.81 \, \text{m/s}^2$。
    将 $\lambda = 0.0256$,$L = 16.7 \, \text{m}$,$d = 0.032 \, \text{m}$,$u = 1.554 \, \text{m/s}$,$\zeta = 1.18$,$g = 9.81 \, \text{m/s}^2$代入公式可得:
    $h_f = 0.0256 \times \frac{16.7}{0.032} \times \frac{(1.554)^2}{2\times9.81} + 1.18 \times \frac{(1.554)^2}{2\times9.81}$
    $h_f = 0.0256 \times \frac{16.7}{0.032} \times 0.123 + 2.68 \times 0.123$
    $h_f = 1.64 + 0.33 = 1.97 \, \text{m}$
  3. 计算所需氮气的绝对压力
    已知高位槽内的表压 $p_2 = 1.215 \times 10^5 \, \text{Pa}$,液面差 $Z = 8 \, \text{m}$,压头损失 $h_f = 1.97 \, \text{m}$,液态危险品的密度 $\rho = 1106 \, \text{kg/m}^3$,当地大气压 $p_0 = 755 \, \text{mmHg} = 755 \times 133.322 \approx 1.007 \times 10^5 \, \text{Pa}$。
    根据伯努利方程 $\frac{p_1}{\rho g} = \frac{p_2}{\rho g} + Z + h_f$,可得:
    $\frac{p_1}{\rho g} = \frac{1.215 \times 10^5}{1106 \times 9.81} + 8 + 1.97$
    $\frac{p_1}{\rho g} = 11.17 + 8 + 1.97 = 21.17 \, \text{m}$
    $p_1 = 21.17 \times 1106 \times 9.81 \approx 2.3 \times 10^5 \, \text{Pa}$
    所需氮气的绝对压力 $p_{\text{abs}} = p_1 + p_0 = 2.3 \times 10^5 + 1.007 \times 10^5 = 3.31 \times 10^5 \, \text{Pa}$。

相关问题

  • 炸炉油位必须在在上下油位线之间A. 正确B. 错误

  • 化工污染的防治可从清洁生产和废弃物的综合利用两个方面着手。A. 正确B. 错误

  • 常用的有机混凝剂聚丙烯酰胺的英语字母缩写是().A. PFSB. PACC. PAMD. PAS

  • 危险化学品的储存应根据其( )分类存放,严禁混存。A. 颜色B. 包装C. 理化性质D. 采购时间

  • 危险化学品的标签脱落或模糊时,应()。A. 自行粘贴新标签B. 立即确认并更换规范标签C. 继续使用D. 丢弃该化学品

  • 公司煤化工产品主要包括()等。A. 焦炭B. 甲醇C. 煤制烯烃D. 硝铵E. 尿素

  • 44.(判断题,2.0分)-|||-实验室进口危险化学品应当向国务院安全生产监督管理部门负责危险化学品登记的机构办理危险化学品登记。-|||-A 对-|||-B 错

  • 实验室储存危险化学品时,易燃易爆品与氧化剂的存放要求是()。A. 混放于同一柜中B. 隔离存放,间距不小于1米C. 可叠放,做好标识即可D. 靠近热源存放

  • 【判断】化工废气往往含有污染物种类很多,物理和化学性质复杂,毒性也不尽相同,化工废是目前主要大气污染源之一,严重污染环境和影响人体健康。A. 正确B. 错误

  • 使用危险化学品的监督管理。使用危险化学品的单位的使用条件(包括工艺)应当符合法律、行政法规的规定和国家标准、行业标准的要求,并根据所使用的危险化学品的种类、危险特性以及使用量和使用方式,建立健全使用危险化学品的安全管理规章制度和安全操作规程,保证危险化学品的安全使用。使用国家规定种类的危险化学品从事生产并且使用量达到规定数量的化工企业(属于危险化学品生产企业的除外,下同),应当依照本法的规定取得( )。A. 危险化学品安全使用许可证B. 危险化学品安全生产许可证C. 危险化学品经营许可证D. 工业产品生产许可证

  • 23判断玻璃仪器洗涤干净的标志是仪器表面光亮、洁净。A. √B. ×

  • 38.以下哪项不属于实验室常见的重要危险源()。A. 高压容器B. 剧毒化学品C. 普通玻璃器皿D. 高温加热设备

  • 实验室易燃易爆危险化学品储存柜,应具备( )的基本功能。A. 通风、防爆B. 密闭、避光C. 恒温、防潮D. 防震、防晒

  • 在单级萃取操作中B-S部分互溶,进料中含A50kg.含B50kg.用纯溶剂萃取.已知萃取相浓度yA/yB=11/5,萃余相浓度xA/xB=1/3,试求:选择性系数β

  • 采集的样品应具有代表性和均匀性,能代表整批物料的平均水平。A. 正确B. 错误

  • 化工废水的特点不包括_。A. 废水排放量大B. 污染物浓度高C. 污染物种类多D. 污染物毒性小

  • 化工废水的特点不包括_。A. 废水排放量大B. 污染物浓度高C. 污染物毒性小D. 污染物种类多

上一页下一页
logo
广州极目未来文化科技有限公司
注册地址:广州市黄埔区揽月路8号135、136、137、138房
关于
  • 隐私政策
  • 服务协议
  • 权限详情
学科
  • 医学
  • 政治学
  • 管理
  • 计算机
  • 教育
  • 数学
联系我们
  • 客服电话: 010-82893100
  • 公司邮箱: daxuesoutijiang@163.com
  • qt

©2023 广州极目未来文化科技有限公司 粤ICP备2023029972号    粤公网安备44011202002296号