1-16如图所示，常温水由一敞口贮罐用泵送入塔内，水的流量为20m3/h，塔内压力为196kPa(表压)。泵的吸入管长度为5m，管径为Φ108mm×4mm；泵出口到塔进口之间的管长为20m，管径为Φ57mm×3.5mm.塔进口前的截止阀半开。试求此管路系统输送水所需的外加机械能，取ε/d＝0.001解：在1-1与2-2截面间列伯努利方程22ppuuW(zz)g2121h212fz1-z2=15m,p1=0p2=196kPa贮罐和塔中液面都比管路截面大得多，故u1≈u2≈0管路的阻力损失计算：常温下，水的密度ρ＝1000kg/m3黏度μ＝1mPa·s.qv=20m3/h泵吸入管的Σhf1:管内径d=0.1m，管长l=5m20管内流速为：u0.708m/sdu0.10.7081000Re7.081043600(0.1)20.0014由ε/d＝0.001，由图1-28查得λ＝0.0235.管入口的ζ＝0.5，90°弯头的le/d=35llu25(0.708)2h[(e)][0.0235(35)0.5]0.626J/kgfd20.12泵出口到塔2-2截面之间的Σhf2:管管内径d=0.05m，管长l=20m0.1du0.052.831000管内水流速为：Re1.42105u()20.7082.83m/s0.0010.05由ε/d＝0.001，由图1-28查得λ＝0.0215，90°弯头2个，le/d=35×2＝70，截止阀(半开)le/d=475，水从管子流入塔内ζ＝1.0llu220(2.83)2h[(e)][0.0215(70475)1]85.4J/kgfd20.052总摩擦阻力损失：hhh0.62685.486J/kgff1f2196103外加机械能：W159.8186429J/kg10001-9用泵将贮槽中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，如图所示，泵的进口管为Φ89mm×3.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为Φ76mm×3mm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，碱液经管路系统的机械能损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力(表压)保持在20kPa，碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加机械能解：取1-1面为基准面，对1-1截面和2-2截面间列伯努利方程1p1pzgu21Wzgu22h1122f22ppu2u2整理得W(zz)g2121h212fd82根据连续性方程，碱液在泵的出口管中的uu(0)21.5()22.06m/s20d70流速为：2因为贮罐液面比管路截面大得多，故可认为u1≈0.故将各值代入上式中可得输送碱液的外加机械能为20103(2.06)2W79.8140129J/kg110025-6由矿石焙烧炉出来的气体进入填料吸收塔中，用水洗涤以除去其中的SO2。炉气量为1000m3/h，炉气温度为20℃。炉气中含9%(体积分数)SO2，其余可视为惰性气体。要求SO2的回收率为90%，吸收剂用量为最小用量的1.3倍。已知操作压力为101.33kPa，温度为20℃。在此条件下，SO2在水中的溶解度如图所示。试求：(1)当吸收剂入塔组成X2=0.0003时，吸收剂的用量(kg/h)及离塔溶液组成X1各为多少？(2)吸收剂若为清水，即X2=0，回收率不变，出塔溶液组成X1为多少？吸收吸收剂用量比(1)中的用量大还是小？解：将气体入塔组成(体积分数)9%换算为摩尔比y0.09Y0.099kmol(SO)/kmol(惰性气体)11y10.092根据回收率η=0.9计算尾气组成Y2YY（1）0.099（10.9）0.0099kmol(SO)/kmol(惰性气体)2110002732惰性气体流量为G(10.09)37.9kmol/h22.427320X*0.0032kmol(SO)/kmol(HO)从图中查得与Y1相平衡的液体组成为122(1)X2=0.0003时，求吸收剂用量LLYY0.0990.0099()1230.7minGX*X0.00320.0003LL121.3()1.330.739.9GGminL39.937.91827200kg/hLYY12YY0.0990.0099由于因此可得XX120.