第 二 章

1. 單元操作 第二章 流體靜力學

2. 單元操作 靜壓 • 靜止流體 : 靜壓四面八方相等 • 流動流體 : 靜壓與流動方向垂直 • 旋轉流體 : 靜壓 = 離心壓力

3. 單元操作 靜止流體之靜壓 PS = (P+dP)S +ρSdZg /gc dP+ρdZg /gc = 0 P+dP S dz P+dP P dZ S p

4. 例題一 • 空氣流過閥，產生壓降ΔP，水密度ρ=1000kg/m3，空氣密度可忽略， 以U形管量出水柱差5cm，求ΔP=Pa-Pb=? N/m2 • P=Pa+Za ·ρ·g/gc =Pb+ Zb·ρ·g/gc • Pa-Pb = (Zb-Za)·ρ·g/gc • ΔP=Pa-Pb = (Zb-Za)·ρ·g/gc =0.05m×1000kg/ m3 × 9.8m / s2 / Z Pb Pa 5cm Zb Za p

5. 例題二 • 水流過閥，以 四氯化炭-U形管 測其壓降ΔP，水密度=1000kg/m3，CCl4密度=1600 kg/m3，量出CCl4液柱差5cm，求ΔP=Pa-Pb=? N/m2 • Pa-Pb = (Zb-Za)·(ρ CCl4–ρH2O)·g/gc =0.05m×(1600-1000)kg/ m3× 9.8m / s2 / Z Pb Pa 5cm Zb Za p

6. 例題三 • 水流過閥，以 四氯化炭-斜管 測其壓降ΔP，水密度=1000kg/m3，CCl4密度=1600 kg/m3，量出CCl4斜管傾斜30˚液柱差10cm，求ΔP=Pa-Pb=? N/m2 • Pa-Pb = Rmxsinαx(ρ CCl4–ρH2O)xg/gc =0.1m×0.5x(1600-1000)kg/ m3× 9.8m / s2 / Z Pb Pa 10cm α=30˚ p

7. 例題四 • 每小時處理9.93m3石油原油 (密度865kg/m3)，以同體積之酸水(密度1153kg/m3) 洗後，進入連續式靜置分離器(Continuous Gravity Decanter)，截面積1m2，停留時間 0.4hr，求ZA1、 ZA2、 ZT ? Q=9.93x2=19.86 m3/hr τ=0.4hr V =(19.86×0.4) =7.944 m3 ZT=V/1m2 =7.944m ZA2=ZT/2=3.972m Pb=ρ酸水x ZA1 xg/gc Pa=ρ原油x3.972mxg/gc +ρ酸水x3.972mxg/gc Pa=Pb 解方程式 ZA1= 0.3974m ZT ZA2 ZA1 Pa Pb

8. 旋轉流體之靜壓 r2 r1 dr b • 靜壓與旋轉流速垂直,由離心力形成 • 轉速n(轉次/s) • 角速度 ω=2πn/r • 加速度 a= ω2r • 離心力F= ma /gc 由r 至 r+dr dF =adm /gc= /gc = r2 b r r+dr r1

9. 例題五 • 離心機直徑250mm，轉速4000rpm，連續轉動氯化苯，層厚50mm(密度1109kg/m)，求離心機内壁承受壓力?求内壁流體加速度 r2 P2=1atm b r1=125mm 50mm

10. 連續式離心分離器(Continuous Gravity Decanter) • A與B不互溶, 經由離心分離器分離 • 分離器直徑r 已知, 先規劃rA，可算出ri • 再由 PB =PA • P i– PB = P i– PA • 求出 rB rB rA ri b r

11. 例題六 • 每小時處理9.93m石油原油(密度865kg/m)，以同體積之酸水(密度1153kg/m)洗後進入連續式靜置分離器，離心機内徑150mm，轉速8000rpm，rA = 40mm，求ri rB ? rB rA ri b r