1、第一章1.4在大氣壓力為760mmHg的地區(qū),某設(shè)備真空度為738mmHg,若在大氣壓為655mmHg的地區(qū)使塔內(nèi)絕對壓力維持相同的數(shù)值, 則真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？解： 絕對壓強=大氣壓強-真空度 =760-738=22mmHg大氣壓為655mmHg時: 真空度=大氣壓強-絕對壓強 =655-22=633mmHg 1.6容器A.B分別盛有水和密度為900kg/m3的酒精,水銀壓差計讀數(shù)R為15mm,若將指示液換成四氯化碳（體積與水銀相同），壓差計讀數(shù)為若干？水銀13.6×103kg/m3 四氯化碳密度ccl41.594×103 kg/m3解: 等壓面1-2,則: 即: pA+

2、h11g=pB+h22g+RAg (pA+h11g)-(pB+h22g)=RAg 若指示液改為四氯化碳,設(shè)四氯化碳密度為A',壓差讀數(shù)為R'.R'>R,則U 型壓差管左側(cè)指示劑液 面下降(R'-R)/2,右側(cè)指示劑液面上升(R'-R)/2,則新等壓面兩側(cè)有: pA+1g(h1+(R'-R)/2)=pB+2g(h2-(R'-R)/2)+R'A'g R'=(RA-R/2(1+2)/(A'-(2+1)/2) =(0.015×13600-0.015/2×(1000+900)/(1594-(

3、1000+900)/2)=0.295m 1.8如圖所示,水從傾斜管中流過，在斷面A和B間接一空氣壓差計，其讀數(shù)R=10mm，兩測壓點垂直距離a=0.3m，試求A,B兩點的壓差等于多少？解: 取1-2為等壓面 p1=pA-h1水g p2=pB-(h2-R)水g-R空氣g p1=p2,忽略空氣, pA-pB=(h1-h2)水g+R水g =0.3×1000×9.81+0.01×1000×9.81 =3.04×103(N/m2)1.9密度=892Kg/m3的原油流過圖示的管線,進入管段1的流量為V=1.4×10-3 m3/s。計算： (1)管

4、段1和3中的質(zhì)量流量； (2)管段1和3中的平均流速； (3)管段1中的質(zhì)量流速。.解: (1) w1=V1.=1.4×10-3×892=1.249kg/s w3=w1/2=0.6245kg/s (2) u1=V1/A1=1.4×10-3/(/4)×d12) =1.4×10-3/(0.785×0.052) =0.713(m/s) u3=(V1/2)/A3 =1.4×10-3/(2×(/4)×d32) =1.4×10-3/(2×0.785×0.0332)=0.819(m/s)

5、(3)G1=w1/A1=1.249/(0.785×0.052)=637.2(kg/m2.s)1.10某廠用125×4mm的鋼管輸送壓強P=20at(絕壓)、溫度t=20的空氣，已知流量為6300Nm3/h (標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積流量)。試求此空氣在管道中的流速、質(zhì)量流量和質(zhì)量流速。 (注：at為工程大氣壓，atm為物理大氣壓)。解: V=(6300/3600)×(1.033/20)×(293/273)=0.097(m3/s) u=V/0.785d2=0.097/(0.785×0.1172)=9(m/s) ws=(6300/3600)×(29

6、/22.4)=2.266(kg/s) G=ws/A=2.266/0.785d2=2.266/(0.785×0.1172)=210.87kg/m2.s1.13在圖示的管路中，水槽液面高度維持不變，管路中的流水視為理想流體，試求： (1)管路中水的流速；(2)管路中A、B、C各點的壓強。解: (1).在1-1與2-2截面列柏努利方程: 式中: u2為出口管內(nèi)側(cè)速度,u1為水槽中流速0 表壓:p1=p2=0 ; Z2=0,取為基準(zhǔn)面,Z1=5m 將所有數(shù)值代入上式,得到 u2=(2g(Z1-Z2)1/2 =(2×9.81×5)1/2=9.9(m/s) (2).求A、B、

7、C處的壓強 A點壓強: 題13 附圖 pA/=W-gZA-uA/2=5g-4g-5g=-4 pA=-4×1000×9.81=-3.924×104 (N/m2)(或-4mH2O) 式中W為水槽內(nèi)每Kg水的總機械能,根據(jù)題給條件,W=5g(J/kg), 理想流體總的機械能守恒,管路中各點的總機械能皆為W。 (uA)2/2等于第一項中(u2)2/2,(uA)2/2=(u2)2/2=Z1g=5g. B點壓強: pB=(w-gZB-(uB)2/2)=1000×(5g-(-1g)-5g) =1000×9.81×1=9810(N/m2)(或1mH2

8、O) C點壓強:pC=(w-gZC-(uC)2/2)=1000×(5g-3g-5g) =-1000×9.81×3=-2.943×10 4 (N/m2)(-3mH2o)1.14在圖示管線中的A點接一U管壓強計，指示液為水，管內(nèi)流體密度=800kg/m3,管子內(nèi)徑為100mm。當(dāng)閥全關(guān)時,R1為300mm,閥門開啟后,讀數(shù)R2為100mm。若管內(nèi)流體視為理想流體，且貯槽中流體面維持恒定，管內(nèi)流速為多少？解:設(shè)閥關(guān)閉時,A點離U型壓差計左側(cè)指示液面距離為h,壓差讀數(shù)為R,閥門開啟時,R變?yōu)镽',h變?yōu)閔'. 閥關(guān)閉時,A點壓強為: pA=RCg

9、-hg 閥開啟時,A點壓強為: pA'=R'Ag-h'g A點靜壓強變化為: pA-pA'=(R-R')Ag-(h-h')g 注意:h-h'=(R-R')/2=100mm pA-pA'=(0.3-0.1)×1000×9.81-0.1×800×9.81=1177.2N/m2 A點靜壓變化即等于動壓變化,于是: u2/2=(pA-pA')/ u=(2×(p A-pA')/)1/2 =(2×1171.2/800)1/2 =1.72(m/s)1.15水以6

10、0m3/h的流量在一傾斜管中流過,此管的內(nèi)徑由100mm突然擴大到200mm。如圖所示,A、B兩點的垂直距離為0.2m,在此兩點間連接一U管壓差計，指示液密度為1630kg/m3,若忽略阻力損失,試求: (1).管兩側(cè)指示液液面哪側(cè)高,R為多少？(2).若將上述管路水平放置 ,壓差計讀數(shù)有何變化？解: (1).求U管壓差讀數(shù)R;在A、B二截面列柏努利方程: ZAg+pA/+(uA)2/2=ZBg+pB/+(uB)2/2+hf uA=60/(3600×0.785×(0.1)2)=2.1(m/s) uB=uA(dA/dB)2=2.1(1/2)2=0.53(m/s) pA-pB=

11、(uB2-uA2)/2)+(ZB-ZA)g 由U管壓差兩側(cè)的等壓面可得: pA+xg+Rg =pB+(0.2+x)g+RAg pA-pB =Rg(A-)+0.2g； Rg(A-)= (uB2-uA2)/2) R=(uB2-uA2)/2)/(g(A-) =(0.532-2.12)/2)×1000/（9.81×630）=-0.334m=-334(mm) (2).水平放置,U管壓差計讀數(shù)R有何變化? 若水管水平放置,B截面位壓頭減少0.2m水柱但靜壓頭增加0.2m水柱,故R不變. 1.17如圖所示,將密度為1200kg/m3的堿液從堿液池中用離心泵打入塔內(nèi),塔頂表壓為0.6kgf

12、/cm2。流量為15m3/h,泵的吸入管阻力為2m堿液柱,排出管阻力( 包括出 入口等所有局部阻力)為5m堿液柱,試求: (1)泵的壓頭; (2)若吸入管內(nèi)的流速為1m/s,則泵真空表的讀數(shù)為多少毫米汞柱？解: (1)求泵的壓頭在1-1 ' 與2-2 ' 截面間列柏努利方程式中: Z1=0 , Z2=10m; p1=0 , p2=0.6×9.81×10 4 N/m2 Hf,1-2=2+5=7m, u10 , u20將上述數(shù)據(jù)代入上式: He=10+0.6×9.81×104 /(1200×9.81)+7=22(m液柱) (2)求真

13、空表讀數(shù)在1-1 ' 與3-3 ' 截面列柏努利方程 式中: Z1=0 , Z3=2m; p1=0 , u1=0 , u3=1m/s , Hf,1-3 =2m液柱將所有數(shù)據(jù)代入上式,得到: p3=-(Z3+u32/2g+hf,1-3)g =-(2+1/(2×9.81)+2)1200×9.81=-47688(N/m2) =-47688/133.3=-357.8mmHg（表壓）即真空度為357.8mmHg1.18圖示一冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng),鹽水循環(huán)量為45(m3/h),流體經(jīng)管路的壓頭損失 從A 到B段為9m液柱,自B至A的一段為12m液柱,鹽水的密度為1100kg

14、/ m3,求:(1)泵的實際功率(軸功率)為多少kw？設(shè)泵的效率為0.65。(2)A 處壓強表讀數(shù)為1.5kgf/cm2,則B處壓強表讀數(shù)為多少kgf/cm2 ？解: (a)求泵的實際功率:以管路中的任一截面同時作上.下游的截面,則Z=0,U=0,p=0,故 He =Hf =9+12=21m液柱 We =He×g=21×9.81=206J/kg Ne=ms×We =45×1100×206/3600=2832.5w泵的實際功率即軸功率為: N=Ne/=2832.5/0.65=4358w=4.358kw (b)求B處壓強表讀數(shù):以A為1截面,B為2

15、截面,在1、2截面間列柏努利方程: ZAg+pA/+uA2/2=ZBg+pB/+uB2/2+åhf(A-B) uA=uB, ZB-ZA=7m åhf(A-B) =9×9.81=88.3J/kg, pA=1.5kgf/cm2=1.5×9.81×104 =14.7×104 N/m2 =1100kg/m3 代入上式, pB/=14.7×104 /1100+(-7×9.81)-88.3=-23.3J/kg pB=-23.3×1100=25630N/m2=-25630/98100=-0.26kgf/cm2故B處為真

16、空表,其真空度等于負(fù)表壓,即為0.26kgf/cm2.1.19圖示為某泵的一段吸水管,內(nèi)徑為200mm,管下端浸入水池液面以下2m,管口處裝有帶濾網(wǎng)的底閥,其阻力損失相當(dāng)于10(u2/2),在吸水管距水面3m處裝有真空表, 其讀數(shù) 為350mmHg,若從A至B點的阻力損失為0.1(u2/2),試求: (1)吸水管內(nèi)的流量為若干?(2)A點的壓強為多少?解: (1)求吸入管內(nèi)的流量:由水池面(管外)1-1' 至B截面列柏努利方程 Z1=0,p1=0,u1=0 ZB=3,pB= -350mmHg=-350×133.3=-46655N/m2(真空度=負(fù)表壓) åhf=0.

17、1×u2/2+10(u2/2),將上列數(shù)據(jù)代入柏努力方程: 令 uB=u 則: 0=3×9.81+u2/2-46655/1000+0.1×u2/2+10×u2/2 解得: u=1.76m/s 流量Vs=0.785×0.22×1.76=0.055m3/s=198m3/hr (2).求A點的壓強:由A至B兩截面列柏努利方程:取A為基準(zhǔn)面,ZA=0,ZB=5m,pB=-350mmHg=-46665N/m2 uA=uB=u, åhf=(1/10)(u2/2),將數(shù)據(jù)代入上式. pA/1000=5×9.81-46665/10

18、00+0.1×(1.762/2) pA=2540N/m21.21 90的水流過內(nèi)徑為20mm的管道,問水的流速不超過那一數(shù)值則流動為層流? 若管內(nèi)流動為90的空氣,則此一數(shù)值應(yīng)為多少?解: 滯流時,Re數(shù)的最大值為:Re=du/=2000,則管中流速不超過: u=2000/d 對于90的水: u=2000×31.48×10-5 /(0.02×0.965)=0.0326m/s 對于90°c的空氣: u=2000×2.15×10-5 /(0.02×0.972)=2.21m/s1.25 溫度為20的液苯從貯槽中用泵送到反

19、應(yīng)器,要經(jīng)過長4m、57×2.5mm的鋼管,管路上有兩個90o彎頭,一個標(biāo)準(zhǔn)閥(按1/2開啟計算)。管路出口在貯槽的液面以上12m,貯槽與大氣相通，而反應(yīng)器是在500KN/m2(表)的壓力下操作,若要維持0.5l/s的體積流量，求泵所需的功率。(泵的效率取0.5，=0.03，已知20的液苯密度879kg/m3,粘度0.74cP)解: 在貯槽液面與出口管外側(cè)之間列柏努利方程: We=Zg+p/+u2/2+åhf Z=12m,p=500kN/m2,u=0, åhf =(L+Le)/d)u2/2+i(u2)/2+O(u2)/2 管中流速u=0.0005/(/4)(0.0

20、52)2=0.24(m/s) Re=du/=0.052×0.24×879/(0.74×10-3)=14824>4000 (湍流) 查行20苯: =879kg/m3, =0.74cp=0.74×10-3Pa.s 鋼管的粗糙度c=0.05, c/d=0.05/52=0.00096 查圖 =0.03 90°彎頭:Le/d=35,Le=35×0.052=1.82m 兩個彎頭Le=2×1.82=3.64m 一個標(biāo)準(zhǔn)閥(1/2開度) Le/d=475,Le=475×0.052=24.7m i =0.5,O=1 å

21、;hf =0.03×(40+3.64+24.7)/0.052)(0.242/2)+1.5(0.242/2)=1.18(J/kg) We =12×9.81+500000/879+1.18=117.72+568.8+1.18=687.7J/kg Ne=We.ms =687.7×(0.5/1000)×879/0.5=604.5W1.26 如圖所示,某氣體(其性質(zhì)與50的空氣 基本相同),用鼓風(fēng)機以3600m3/h的流量送至洗 滌塔,洗去有害物質(zhì)后排到大氣中。氣體入風(fēng)機前的管路上安裝一U管壓差計，其讀數(shù)為30mm水柱。輸氣管與放空管的內(nèi)徑均為250mm, 管長與

22、管件、閥門的當(dāng)量長度之和為50m( 不包括進、出口塔及管出口阻力)。放空口與鼓風(fēng)機進口的垂直距離為20m, 已估計氣體通過塔內(nèi)填料的壓強降為200mm水柱,管壁的絕對粗糙度可取為0.15mm,大氣壓強為1atm,求風(fēng)機的有效功率。解: 以鼓風(fēng)機進口壓差計處截面與放空管出口內(nèi)側(cè)截面間列柏努利方程: gZ1+(u1)2/2+p1/+We =gZ2+p2/+u22/2+åhf +åhf填料 式中:Z1=0,Z2=20m,p1=30×9.81=294.3(N/m2) p2=0,u1=u2=3600/(3600×0.785×0.252)=20.4(m/s

23、) åhf =(L+Le)/d+進塔 +出塔 )u2/2 1atm,50下空氣的粘度=1.96×10-5 N×s/m2 1atm,50下空氣的密度.=(29/22.4)×(273/(273+50)=1.094kg/m3 Re=du/=0.25×20.4×1.094/(1.96×10-5 )=2.85×105 /d=0.15/250=0.006 查得=0.019åhf =(0.019×50/0.25+1+0.5)20.42/2=1103J/kghf填料 =200×9.81/1.094=1

24、793.4J/kg We =gZ+u2/2+p/+åhf +hf填料 =9.81×20-294.3/1.094+1103+1793.4=2824J/kg氣體的質(zhì)量流量為ms=3600×1.094/3600=1.094kg/s鼓風(fēng)機的有效功率為: Ne=We .m s =2824×1.0943090w=3.09kW1.28 由圖所示的輸水系統(tǒng),AB和CD段分別長200m和10m(均包括各種局部阻力的當(dāng)量長度),BC段管長為10m,各段管內(nèi)徑均為50mm,摩擦因素=0.03。實驗得知：經(jīng)兩分鐘內(nèi)由管口流出的水量為0.329m3，B、C兩截面上玻璃管內(nèi)液面差h

25、為0.629m。求： (1)槽內(nèi)水面維持恒定時,水面到出口管垂直距離為多少米? (2)BC間90°彎頭的局部阻力系數(shù)為多少?解: (1)求槽液面到B口管口的距離:在液面1-1與管出口外側(cè)2-2截面列柏利方程 gZ1+u12/2+p1/=gZ2+p2/+u22/2+åhf ,p1=p2=0,u1=u20, Z2=0,求Z1 u=0.329/0.785(0.05)2×120=1.4m/s上式化簡:Z1=hf/g =(hfBC +hfCD+ hfAB)/g =(LAB+LCD)/d)u2/2g+0.629 =0.03(200+10)/0.05×1.42/(2&

26、#215;9.81)+0.629=13.23m (2)求BC間90°彎頭的局部阻力系數(shù)在B-C截面列柏努利方程 ZB+uB2/2g+pB/g=ZC+pC/g+uC2/2g+hfBC pB/g=x, ZB=y,pC/g=x+y-h, ZC=0, uB=uC hfBC =(lBC/d)×u2/2g+zu2/2g將上述數(shù)據(jù)代入柏努利方程,得到: x+y=(x+y-h)+(lBC/d)×u2/2g+u2/2g 0.629=0.03(10/0.05)(1.42/2×9.81)+1.42/2×9.81解得: =0.31.30 有一輸水管路如圖所示,液面1至

27、截面3全長30m(包括局部阻力的當(dāng)量長度),截面3至液面 2之間有一閘閥,其間的直管阻力可以忽略,輸水管內(nèi)徑為50mm,/d=0.004,試求閥全開時的輸水量。解:在1-1截面與2-2截面之間列柏努利方程: Z1g+u12/2+p1/=Z2g+p2/+u22/2+åhf p1=p2=0,u1=u2=0,Z2=0,Z1=10m代入上式 Z1=åhf/g åhf =(l+le)/d×u2/2+閘伐 u2/2+o×u2/2 閘伐 =0.17, o=1 10=(×30/0.05+1.17)u2/2g u=2×9.81×10

28、/(×30/0.05+1.17)1/2 設(shè)=0.02, 求得u=3.86(m/s)驗算: R e =du/=0.053×3.23×1000/(1×10-3)=1.93×105 查得 =0.029 ,與假設(shè)值有較大差別,重新假設(shè) =0.029,算得u=.3.23 驗算: Re=du/=0.05×3.23×1000/0.001=163000查得=0.029, 與假設(shè)值相同,故所得u正確故 V s =0.785d2u=0.785(0.05)2×3.23=0.00638(m3/s)=2296(m3/h)1.33 水槽中的水

29、經(jīng)管道C、D兩支管可以同時放出,水槽中液面維持恒定,AB段管長為6m(忽略AB間的局部阻力),管內(nèi)徑為41mm；BD段管長為9m,當(dāng)閥全開時該段局部阻力當(dāng)量長度為15m，BC段長6m,當(dāng)閥全開時,該段局部阻力當(dāng)量長度為9m;BC和BD管內(nèi)徑均為25mm,試求: (1)當(dāng)管路中D閥關(guān)閉而C閥全開時的流量; (2)當(dāng)管路中C、D兩閥全開時兩管流量之和。設(shè)各段管路中的摩擦因數(shù)均可取為 0.03。解: (1)求D閥關(guān),C閥全開時的流量;在水槽液面與出口管截面之間列柏努利方程: Z=×(LAB/dAB)+0.5×(u2AB/2g)+(L+Le)/dBC +1.uBC 2/2g -(1

30、) uBC /uAB=(dAB/dBC )2=(41/25)2=2.69， uAB =uBC/2.69 -(2) 將(2)代入(1) 解得:10=0.03×6/0.041×(uBC/2.96)2/19.62 +0.03×(6+9)/0.025+1uBC2/19.62 uBC =3.16m/s， Vs =0.785×(0.025)2×3.16=0.00155m3/h=5.58m3/h (2).當(dāng)C，D兩閥全開時,兩管的流量和. 在水槽液面與管D出口外側(cè)列柏努力方程. Z=.LAB/dAB×u2AB/2g+(LBD+Le)/dBD+OuB

31、D 2/2g 10=0.03×6/0.041×uAB2/19.62+(0.03×(9+15)/0.025+1)uBD2/19.62-(3) 根據(jù)連續(xù)性方程: uAB=(25/41)2(uBD+uBC ) -(4) 根據(jù)EB=Ec+hfBC=ED+hfBD；由此下述關(guān)系成立: uBC2/2g+×(LBC+Le)/dBC×u2BC/2g =uBD2/2g+×(LBD+Le)/dBD×u2BD/2g 代入數(shù)值: (1+0.03×15/0.025)uBC2/2g=(1+0.03×25/0.025)uBD2/2g

32、uBC =1.25uBD - (5) 聯(lián)立(3).(4).(5)求解,得 uAB =2.05m/s Vs =VBC+VBD=VAB=(/4)dAB2×uAB =0.785×0.0412×2.05=0.00271(m3/s)=9.74(m3/h)1.36 一皮托管伸入直徑為1m的空氣管道中心,其壓差讀數(shù)用雙液體壓差計顯示，指示液為氯苯(=1106kg/m3)與水(=1000kg/m3)。求壓差計讀數(shù)為48mm時的質(zhì)量流量?？諝鉁囟葹?0,壓力為101kN/m2。解: 空氣在溫度為40,壓強為101(KN/m2)下的密度 =1.293(273/313)(101/101

33、.3)=1.124(kg/m3) 粘度=1.91×10-5 Pa.s 雙液體壓差計量得的壓差p為 p=(A-B)Rg =(1106-1000)×0.048×9.81=49.9(N/m2) uC=(2p/)1/2=(2×49.9)/1.1241/2 =9.42(m/s) duC/=(1×9.42×1.124/(1.19×10-5 )=554000=5.54×105 由u/uC對R e 之曲線讀出u/uC=0.85 u=9.42×0.85=8m/s s =(/4)(1)2(8)(1.124)=7.1(kg/s

34、)1.39 有一測定空氣流量的轉(zhuǎn)子流量計,其流量刻度范圍為400-4000l/h,轉(zhuǎn)子材料用 鋁制成,鋁=2670kg/m3,今用它測定常壓20的CO2流量,試問能測得最大流量為若干l/h?又因某種需要,CO2的計量范圍擴大70，有人提議將轉(zhuǎn)子材料改為不銹鋼,鋼=7920kg/m3,你認(rèn)為這建議可行否?用計算結(jié)果說明。解: Vs =K(f -)/1/2 (1)求CO2 最大流量Vs Vs'/Vs=(f-)1/2/(f-)/1/2 =1.2(kg/m3), '=(44/22.4)(273/293)=1.83(kg/m3) Vs'=40001.2(2670-1.83)1/2

35、/1.83(2670-1.2)1/2=3273.3(l/h) (2)當(dāng)CO2流量擴大70,將浮子改為不銹鋼是否可行 Vs''/Vs'=(f鋼/f鋁)1/2=(7900/2670)1/2 =1.72將轉(zhuǎn)子改為不銹鋼后,流量可增大72,故可行.1.47 如圖所示,用離心泵將水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為10m，輸送水量用孔板流量計測得，孔板安裝在離高位槽水面0.8m處，孔徑為20mm，孔流系數(shù)為0.61，管路為57×3.5mm的鋼管，直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和(包括孔板局部阻力及進出口當(dāng)量長度)為250m，其中貯水池至孔

36、板前測壓點A的直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和為50m。水的密度為1000Kg/m3，水的粘度為1cP。摩擦系數(shù)近似為=0.3164/Re0.25，U形管中指示液均為水銀，其密度為13600Kg/m3。當(dāng)水的流量為6.86m3/h時,試確定: (1) 水通過泵所得到的外加能量為多少? (2) 在孔板前測壓點A處安裝的U形管壓力計中指示液讀數(shù)R1為多少(已知左側(cè)壓差計右支管水銀面到管路中心距離x=500mm)? (3) 孔板流量計的U形管中指示液讀數(shù)R2為多少?解: (1) u=Vs/(0.785d2)=6.86/(0.785×0.052×3600)=0.971m/s Re=0

37、.05×0.971×1000/(1×10-3)=48550 =0.3164/Re0.25=0.3164/488500.25=0.0213取貯水池液面為11截面,高位槽液面為22截面;以11截面為基準(zhǔn)面,列柏努利方程式: Z1g+p1/+u21/2+W=Z2g+p2/+u22/2+hf1-2 式中: Z1=0,Z2=10m,u1=u2=0,p1=p2=0 W=Z2g+hf=Z2g+(l+le)/d(u2/2)=10×9.81+0.0213×(250/0.05)×(0.9712/2)=98.1+50.2=148.3J/Kg (2) 以A點

38、為2 2 截面,在11與2 2 截面間列柏努方程式 Z1g+p1/+u21/2+W=Z2g+p2/+u22/2+hf 式中: Z1=0,u1=0,p1=pa,p2=pA,Z2=9.2m,u2=u(p2-p1)/=(pA-pa)/=W-Z2g-(u2/2)-(l+le)/d(u2/2 =148.3-9.2×9.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0. 9712/2)=47.5366 J/Kg pA-pa=47.5366×1000=47536.6 N/m2 pA-pa+(0.5+R1)×1000×9.81=R1×13600

39、15;9.81 R1=0.4243 m=424.3 mm (3) 根據(jù)Vs=C0A02gR2(0-)/0.5 得： 式中: C0=0.61, A0=(/4)d02=0.785×0.022=3.14×10-4 m2 Vs =6.86/3600m3/s R2=(6.86/3600)(1/0.61×3.14×10-4)2×1000/2×9.81×(13600-1000)= 0.4m=40cm1.51 填空(1).在流體阻力實驗中，以水作工質(zhì)所測得的直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系適用于_流體。(2).當(dāng)流體在管內(nèi)流動時,如要測取管截面上

40、流體的速度分布,應(yīng)選用_測量。(3).并聯(lián)管路的特點是: A)并聯(lián)各管段壓強降 ; B)主管流量等于并聯(lián)的各管段 ; C) 并聯(lián)各管段中是管子長、直徑小的管段通過的流量 。(4).當(dāng)Re為已知時,流體在圓管內(nèi)呈層流時的摩擦系數(shù)= , 在非光滑管內(nèi)呈湍流時,摩擦系數(shù)與 、 有關(guān)。(5).因次分析法的依據(jù)是 (6).在SI制中壓力的因次為 ;功率的因次為 。(7).流體流動的直管阻力為hf,當(dāng)層流流動時,則a= ,b= ,c= ; 當(dāng)完全湍流時,a= ,b= ,c= 。(8).減少流體在管路中流動阻力 hf的措施有: ， ， 。(9).在下圖中定性地畫出流體流動時,各支管的液面高(忽略阻力損失):

41、(10)下圖中高位槽液面保持恒定,液體以一定流量流徑管路,ab與cd 兩段長度相等,管徑與管壁粗糙度相同,則: Pfab/(g)= ；（Pf為壓降） Pfcd/(g)= ；hfab= ; hfcd= 。(11)a.穩(wěn)定流動中,流速只與 有關(guān),而不穩(wěn)定流動中,流速除與 有關(guān)外,還與 有關(guān); b.流體在管內(nèi)作 層流流動時,速度分布呈 , 平均流速為管中心最大流速的 ； c.流體在直管內(nèi)層流流動的阻力與管壁粗糙度 ; d.U型管壓差計用水作指示液,測量氣體管道中的壓 降, 若指示液讀數(shù)R=20mm,則表示壓降為 Pa,為使R讀數(shù)增大,而P值不變,應(yīng)更換一種比水 的指示液; e.沿壁面流動的流體中有兩

42、個區(qū)域,一是 ，一是 。(12)對如圖所示的測壓裝置,分別寫出壓差P=P1-P2的計算式:a.圖P= , b.圖P= , c.圖P= , d.圖P= 。 (13)米糠油在管中作層流流動,d為直徑，u為流速，V為體積流量:(a)d、u不變,管長增加一倍,則摩擦阻力損失 ; (b)V、L不變,管徑增加一倍,則摩擦阻力損失 ； (c)d、L不變,油溫升高,粘度為原來的1/2,則摩擦阻力損失 。1.52.選擇題 (1).右圖中高位槽液面保持恒定,液體以一定流量流經(jīng)管路,ab與cd兩段長度相等, 管徑與管壁粗糙度相同,則: U形壓差計讀數(shù) (a).R1>R2; (b).R1=R2; (c).R1&

43、lt;R2; (d).不定 液體通過ab與cd段能量損失 (a).hfab>hfcd; (b).hfab=hfcd (c).hfab<hfcd; (d).不定ab與cd兩段壓差 (a).Pab(pa-pb)>Pcd(pc-pd); (b).Pab(pa-pb)=Pcd(pc-pd)；(c).Pab(pa-pb)<Pcd(pc-pd); (d).不定 R1值反映的是：(a).ab段的壓差值; (b).ab段位能變化; (c).ab段流動能量損失;(d).ab段壓差值及流動能量損失(2).一敞口容器，底部有一出(進)水管,容器內(nèi)水面保持恒定,管內(nèi)水流動的速度頭為0.5m水柱

44、(流速u=3.132m/s).對圖(1),水由容器流入管內(nèi),則2點的表壓P2=( )水柱. (a).1.5m; (b).1.0m; (c).0.75m; (d).0.5m對圖(2),水由水管進入容器,則2點的表壓P2=( )水柱. （a).2.0m; (b).1.5m; (c).1.0m; (d).0.75m (3)、圖示為一異徑管段,從A段流向B段,測得U形壓差計的讀數(shù)為R=R1,從B段流向A段測得U形壓差計讀數(shù)為R=R2,若兩種情況下的水流量相同,則：(a).R1>R2; (b).R1=R2;(c).R1<R2; (d).R2=-R1圖示所表示的R值大小反映 ：(a).A.B兩

45、截面間壓差值; (b).A-B 截面間流 動降損失;(c).A.B兩截面間動壓頭變化;(d).突然擴大或突然縮小流動損失. (4)、層流底層越薄， 。 (a)近壁面速度梯度越小;(b)流動阻力越小;(c)流動阻力越大;(d)流體湍動程度越小; 雙液體U形差壓計要求指示液的密度差 。(a) 大; (b)中等; (c)小; (d)越大越好 (5)、在完全湍流(阻力平方區(qū))時,粗糟管的摩擦系數(shù)數(shù)值 。 (a)與光滑管一樣;(b)只取決于Re;(c)只取決于相對粗糟度;(d)與粗糟度無關(guān) 如圖表明,管中的水處于 。 (a)靜止?fàn)顟B(tài); (b)向上流動; (c)向下流動; (d)不一定 (6)、有一并聯(lián)管

46、路,如圖所示,兩段管路的流量、流速、管徑、管長及流動阻力損失分別為V1、u1、d1、l1、hf1、及v2、u2、d2、l2、hf2,已知d1=2d2、L1=2L2，則:hf1/hf2=( ); (a)2; (b)4; (c)1/2; (d)1/4; (e)1 當(dāng)兩段管路流體均作滯流流動時,v1/v2=( ); (a)2; (b)4; (c)8; (d)1/4; (e)1 當(dāng)兩段管路流體均作滯流流動時,u1/u2=( ); (a)2; (b)4; ( c)1/2; (d)1/4; (e)1 當(dāng)兩段管路流體均作湍流流動,取1=2; v1/v2=( ); (a)2; (b)4; (c)8; (d)1

47、/2; (e)1/4 當(dāng)兩段管路流體均作湍流流動,取1=2; u1/u2=( ); (a)2; (b)4; (c)1/2; (d)1/4; (e)11.51解: (1)牛頓型 (2)畢托管(或測速管)； (3)相等；流量之和；??；(4)64/Re;Re,/d; (5)物理方程式具有因次一致性； (6)MT-2L-1 ,MT-3L-2 ; (7)1、1、1, 0、2、1; (8)管路盡可能短.盡量走直線;減少不必要的管件閥門;增大管徑 (9)見右圖 (10)pfab/g=R1(1-)/ hfab=R1g(1-)/pfcd/g=R2(1-)/ hfcd =R2g(1-)/ (11) a位置;位置、

48、時間 b拋物線形、1/2; c無關(guān); d 196.2Pa、輕； e主流區(qū);邊界層； (12)(a)p=Rg(m-); (b)p=Rg; (c)p=Rg(A-B) (d)p=p1-p2=Rgm-hg (13)根據(jù)哈根-泊謖葉方程p=32lu/d2a p2=2p1; b p2=p1×(1/16); c p2=p1×1/21.52.解: (1) (b)R1=R2, (b)hfab =hfcd , (c)pab <pcd , (c)R1值表示ab段流動能量損失. (2) (c)0.75m; (b)1.5m;解題說明: 2點的表壓:p2/g=1.5-u2/2g-i×u

49、2/2g=1.5-0.5-0.5×0.5=0.75 2點的表壓:p2/g+u12/2g=p1/g+o×u22/2g,o=1 p2/g=p1/g=1.5m (3) (c)R1<R2; (a)AB兩截面間壓差 p/g=R(1-)/ (4) (c)流動阻力越大; (c)小 (5) (c)只取決于相對粗糙度; (c)向下流動 (6) (e)1; (c)8 ; (a)2; (b)4; (e)1第二章2.1 回答下列問題 (1)簡述離心泵與正位移泵兩類輸送機械的送液原理; (2)簡述葉輪、平衡孔、泵殼及密封圈的作用.解: (1)離心泵內(nèi)有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪向液體傳送動能,此動能即而又

50、轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能,靠此壓力能輸送液體; 正位移泵利用活塞或轉(zhuǎn)子擠壓液體使其升壓而輸送液體. (2)葉輪將機械能傳給液體,平衡孔平衡軸向推力, 泵殼即為收集液體又為轉(zhuǎn)能裝置,密封圈是防止空氣漏入泵內(nèi)或液體漏出泵外.2.6 工廠中有一臺正在運行的水泵,進口處真空表指示為294mmHg, 因某種原因該泵突然出現(xiàn)故障需大修。工廠庫存另一臺離心泵,名牌上標(biāo)注允許吸上真空度為Hs=6m 水 柱,而壓頭.流量都滿足要求,請你判斷該泵是否能正常運轉(zhuǎn)(不發(fā)生氣蝕)?當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0.95×105N/m2。解: 庫存泵的Hs =6mH2O,由此可求得該泵入口處的充許最低壓強為: pA/g-pe/g=H

51、s pe/g=pA/g-Hs =10.33-6=4.33(m) pe=4.33×1000×9.81=4.25×104 (N/m2)(絕壓) 原泵操作時,泵進口的絕壓為: (pe)操=0.95×105-294×133.3=5.58×104(N/m2) (pe)操>pe，故不會發(fā)生氣蝕.2.7 如圖所示,用離心泵以5.8m3/h的流量從精餾塔釜中抽出釜液, 經(jīng)加熱后返回釜內(nèi),以維持釜內(nèi)液體恒處于沸騰狀態(tài)(即飽和蒸氣壓等于釜中絕壓)。已知液體密度為 800kg/m3,泵的允許汽蝕余量為2m,吸入管規(guī)格57×3.5mm,摩擦系數(shù)可取0.02, 求泵的吸入管路的最大長度(含當(dāng)量長度)為多少米?解: ZspO/g-pv/g-h-hfs , 由于液體處于沸騰狀.pO=pv ,則: -2.1-2-(L/0.05)(u2/2g) u=5.8/(0.785×0.052×3600)=0.821(m/s) L=(0.1×0.05×2×9.81)/(0.02×0.8212)=7.3(m)2.9* 用泵輸送清水,泵的特性曲線如附圖所示