題庫(kù)2流體流動(dòng)計(jì)算題及答案

一.計(jì)算題

1.(10分)題號(hào):1262第1章知識(shí)點(diǎn):420難度:容易

水平串聯(lián)的兩直管1.2,管徑d(=d(/2,管道1長(zhǎng)為已知流體在管道1中的雷諾數(shù)

(Re)(=l800,今測(cè)得某流體流經(jīng)管道1的壓強(qiáng)降為0.64(m液柱)，流經(jīng)管道2的壓強(qiáng)降為

64(m液柱),試計(jì)算管道2的長(zhǎng)度(設(shè)局部阻力可略去)。

*****答案*****

d=d/2u=4uRe/Re=(dup/p)-g/(dup)=1/2

ARe=900X=64/Re=0.0356

=o.o7i

△p/△p

=X2(1Zd)(u/2)p/[Xl(l/d)(u/2)p]

=2(1/2d)(u/4)/(100/d)u=1/(16x100)

Al=16x]00x0.064/0.64=160m

2.(10分)題號(hào):1263第1章知識(shí)點(diǎn):100難度:較難

以復(fù)式水銀壓差計(jì)測(cè)量某密閉容器內(nèi)的壓力P(o已知各液面標(biāo)高分別為h(=2.6m,

h(=0.3m,h(=1.5m,h(=0.5m,h(=3.0m.求此密閉容器水面上方的壓強(qiáng)P((kN.m()(表壓)

*木木**答案***木木

按表壓計(jì)算,Pa=0P(=Pg(h1-h2),P(=P(

P=P+pg(h-h)=pg(h-h+h-h)

P=P-pg(h-h)

=13.6X9.81(2.6-0.3+1.5-0.5)-1x9.81(3-0.5)=415.7kN.m

本題目有題圖titu019

3.(10分)題號(hào):1264第1章知識(shí)點(diǎn):230難度:中檔

水在管內(nèi)流動(dòng)，截面1處管內(nèi)徑為0.2m,流速為O.5m.s(,由于水的壓強(qiáng)產(chǎn)生水柱高Un;截

面2處管內(nèi)徑為0.1m。若忽略水由I至2處的阻力損失，試計(jì)算截面1.2處產(chǎn)生的水柱高

度差h為多少m?

*****答案*****

1-1\2-2,間列柏努利方程式：

Z+u/2g+pZpg=Z+u/2g+p/pg+hf①

p-p=pg(u/2g-u/2g)=p(u/2-u/2)

u/u=d/d

u=0.5x(0.270.1)=2ms

u代入①

p-p=p(2-0.5/2)=1876N.m

?p-p=pgh

Ah=(p-p)/pg=1875/(1000x9.8l)=0.191m

本題目有題圖titu020

4.(12分)題號(hào):1265第I章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

水塔供水系統(tǒng),管路總長(zhǎng)Lm(涉及局部阻力在內(nèi)當(dāng)量長(zhǎng)度-「到22的高度Hm,規(guī)定供水

量Vm(.h(。當(dāng)忽略局部阻力損失和動(dòng)壓頭時(shí)，試導(dǎo)出管道最小直徑dmin的計(jì)算式。若

L=150m,H=10m,V=10m<.h(,X=0.023,求d(((

*****答案*****

在1-1'與2-2'間列柏努利方程，以通過(guò)水平管的中心線為水平基準(zhǔn)面

(Z-Z)+(p-p)/pg=hf=X(L/d)u/2g

由p-p=0Z-Z=H

/.H=X(L/d)u/2g而u=Vh/[3600(nd/4)]代入上式

H=M8VhL/3600itgd)

=>d=X(8LVh/3600ngH)

???d=D(8LVh(/3600(n(gH)](((代入數(shù)據(jù)：

d=[O.O23x(8x150x10/3600乂冗x9.8lx10)J

=0.0466m=46.6mni

本題目有題圖titu()21

5.(10分)題號(hào):1266第1章知識(shí)點(diǎn):430難度:中檔

輸油管，原輸送P(-900kg.ui(,u(-1.35泊的油品，現(xiàn)改輸送P(-880心.山(，H(-1.25泊的

另?油品。若兩種油品在管內(nèi)均為層流流動(dòng)，且維持輸油管兩端由流動(dòng)阻力所引起的壓強(qiáng)降

-Apf不變,則輸送的油量(質(zhì)量流量m()有何變化?(用百分?jǐn)?shù)表達(dá))

*木木*本答案**水木本

64/R(l/d).(u/2)=64/R(l/d).(u/2)

u/(dpu).u=u/(dpu).u

uu/p=uuip

:.u/u=pp/pp

=1.35x880/1.25x900=1,056

輸油量比本來(lái)增長(zhǎng)5.6%

6.(10分)題號(hào):1267第1章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

密度為1000kg.m(,粘度為lep的水，以10m(.h(的流量在651X3mm的水平管道內(nèi)流過(guò),

在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.5kgf.cm((表壓)，若管路的局部阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處

100m下游處流體靜壓強(qiáng)為多少Pa?(Re=3X10(-1X10(時(shí)，X=0.3164/Re(((()

*****答案*****

u=V/(7Td/4尸10?3600萬(wàn)"0.045/4)=1.75m.s

Re=dup/p=0.045x1.75x1000/(1x10)=78750

X=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189

由柏式:Z(=Z(u(=u(

Ap/p=p/p+X(l/d)(u/2)

p=p-X(l/d)(pu⑵

=1.5x9.8IxIO-0.0189x(100/0.045)x(1.75/2)x1000

=8.3x10N.m(表壓)

7.(10分)題號(hào):1268第1章知識(shí)點(diǎn):420難度:中檔

某流體在管內(nèi)作層流流動(dòng),若體積流量不變,而輸送管路的管徑增長(zhǎng)?倍,求因摩擦損失而

引起的1K力降有何變化？

***木木答案***木木

根據(jù)泊氏方程:-△p=32uul/d(以及：(n/4)d((u(=(n/4)d((u(=Vs

已知:d(=2d(

則：u(/u(=d((/d((=(2d()(/d((=4即：u(=u(/4

原工況：-△p(=32u(u(l(/d((

現(xiàn)工況:-2^(=3211(u(l(/d((

Vp=p1=1u=u/4d=2d

將上述各項(xiàng)代入并比較：

現(xiàn)/原:△p/△p=[32xuxpx]/d|=1/16

答：因摩擦而引起的壓降只有本來(lái)的1/16

8.(12分)題號(hào):1269第1章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

..用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量.38.4噸.h(，高位槽中液面比油池中液面高

20m,管路總長(zhǎng)(涉及閥門(mén)及管件的當(dāng)量尺度.430m,進(jìn)出匚阻力不計(jì)。管徑為6108義4mm,若

油在輸送溫度下的比重為0.96.粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n=50%。

*****答案*****

對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：

He=AZ+X[(l+Zle)/d](u/2g)

△Z=20m1+Ile=430md=l08-2x4=100mm=0.Im

u=Vs/0.785d

=38400/3600x0.785x0.1x960=1.415m.s

Re=dup/|i=0Jxi.4l5x960/343()x1()=39.6<2023

X=64/Re=64/39.6=1.616He=20+1.616x(430/0.1)x(1.415/2x9.81)=729.13m

N=QHcpg/?]=38400x729.13x9.81/(3600x0.5xl000)=152.6kw

9.(12分)題號(hào):1270第1章知識(shí)點(diǎn):300難度:中檔

某廠如圖所示的揄液系統(tǒng)將某種料液由敞口高位槽A輸送至敞口攪拌反映梢B中，輸液

管為638X2.5mm的銅管、已知料液在管中的流速為um.s(，系統(tǒng)的Zhf=20.6(u(/2)J.kg(、因擴(kuò)

大生產(chǎn)，須再建一套同樣的系統(tǒng)，所用輸液管直徑不變，而規(guī)定的輸液量須增長(zhǎng)30%,問(wèn)新系

統(tǒng)所設(shè)的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增高多少？

*****答案*****

Vu=0=up=p

于是gZ=gZ+Zhf

g(Z-Z)=Zhf=20.6u/2

u=[2g(Z-Z)/20.6]

=(2x9.81x6/20.6)=2.39m.s

Z'=Z+20.6u'/2g

=5+20.6(13x2.39)/(2x9.81)=l5.l36m

增高為:Z('-Z(=15.136-11=4.136m

本題目有題圖tilu022

10.(12分)題號(hào):1271箕1章知識(shí)點(diǎn):340難度:容易

用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓為9.807X10(N.m(，水梢液面恒定，其

上方通大氣，水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m,在某送液量卜.，泵對(duì)水作的功為

317.7J.kg(，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018,吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(涉及管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度,

但不涉及出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管尺寸為“108X4mm,水的密度為lOOOkg.m(。求輸水量為

多少m(.h(o

*求水木木答案*****

Zg+(p/p)+(u/2)+W=Zg+(p/p)+(u⑵+Zhf

已知數(shù)據(jù)：

Z=0；P(表)=0；II20；W=317.7lJ.kg]；

Z=20fm]；p=9.807x10[N.m](表)；p=1000[kg.m]

簡(jiǎn)化上式：

W=Zg+(p/p)+(u⑵+Ehf又Ehf

=X(l/d)(u/2)=9.9u

，317.7=9.81x20+9.807x10/1000+u/2+9.9u10.4u=23.43

Au=1.5[m.s],V=(7i/4)DXUX3600=0.785X(0.1)x1.5x3600=42.4l[m,h]

本題目有題圖tilu()23

11.(10分)題號(hào)：1272第1章知識(shí)點(diǎn):100難度:中檔

有一敞口儲(chǔ)油罐，為測(cè)定其油面高度，在罐下部裝一U形管壓差計(jì)(如圖示)，油的密度為P

(,指示液密度為P(,(U形管壓差計(jì)B側(cè)指示液面上充以高度為h(的同一種油)，當(dāng)儲(chǔ)油罐充

滿時(shí)，U形管指示液面差為R,試導(dǎo)出：當(dāng)儲(chǔ)油罐油量減少后，儲(chǔ)油罐內(nèi)油面下降高度H與U

形管B側(cè)液面下降高度h之間的關(guān)系。

*****答案*****

由靜力學(xué)方程式:H'P(=RP(+h(P((a)

當(dāng)罐內(nèi)液面下降H時(shí),B側(cè)下降h,A側(cè)上升h

???R'=R-2h(H'-H-h)p=(R-2h)p+hp(b)

將式(a)代入式(b)并整理可得：

H=h[(2p/p)-1]或h=Hp/(2p-p)

本題目有題圖titu024

12.(12分)題號(hào):1273第1章知識(shí)點(diǎn):320難度:中檔

如圖所示,D=100mm,d=50mm,H=150mm,P氣體=1.2kg.m(。當(dāng)R=25mm時(shí)，將水從水池中

吸入水平管中間，問(wèn)此時(shí)V氣體二?m(.s((阻力可忽略)

*****答案*****

選1-1.2?2截面與基準(zhǔn)面0-0,如圖所示。

在兩截面之間列柏方程并簡(jiǎn)化得到：

(p/p)+(u/2)=(p/p)+(u/2)(1)由已知數(shù)

據(jù)：p(=0.025X13600X9.81=3335N.m(

p=-0.15x1000x9.8l=-l472N.m

u=(100/50)u=4u

代入⑴可得：15u((=2(p(-p()/P=8012

u=23.1Im.sVs=(n/4)Du=0.1814m.s

或V=653m.h

本題Fl有題圖tituO25

13.(15分)題號(hào):1274第1章知識(shí)點(diǎn):354難度:較難

如圖所示的管路系統(tǒng)中,有一直徑為“38X2.5mm、長(zhǎng)為30m的水平直管段AB,并裝有

孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，流量系數(shù)Co=0.63.流體流經(jīng)孔板永久壓強(qiáng)

降為3.5X10(N.m(,AB段的摩擦系數(shù)可取為0.0240試計(jì)算：⑴液體流經(jīng)AB管段的壓強(qiáng)

差；⑵若泵的軸功率為500\v,效率為60%,則AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百

分率。

*****答案*****

⑴在A-B之間列柏方程(管中心線為基準(zhǔn)面)：

gZA+(uA/2)+(pA/p)=gZB+(uB/2)+(pB/p)+Lhf

pA-pB=pShf=p(Xl/d)-(uA/2)+Ap孑L

uo=Co[2gR(pA-p)/p]

..=0.63(2X9.81X0.6(136CO-867)/867]..5=8.284m.s(

u=(l6.4/33)x8.284=2.046m.s

JpA-pB=0.024x(30/0.033)x(2.()46/2)x867+3.5x10=74590N.m

⑵Ne=W.W=(74590/867)[(K/4)dup]

=86(0.785x0.033x2.046x867)=130w

有效功率百分?jǐn)?shù)=130/(500x0.6)x100%=43.3%

本題目有題圖tilu026

14.（12分）題號(hào):1275第1章知識(shí)點(diǎn):340難度;容易

用離心泵經(jīng)（p57x3.5mm的鋼管，將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑（密度為

800kg.m（，粘度為20cp）輸送到反映器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反映器內(nèi)的液面高度保持16m,

見(jiàn)附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度（涉及局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為25m,反映器內(nèi)的壓力恒定為

4kgf.cm（（表壓），有機(jī)溶液輸送量為6m（.h（,試擬定泵提供的壓頭。

*****答案*****

取敞I」貯槽液面為1-1截面，反映器內(nèi)液面為2-2截面，在1-1與2-2截

面間列柏努利方程,并以1-1截面為基準(zhǔn)面：

gZ+(u/2)+(p/p)+W=gZ+(u⑵(p/p)+Shf

W=(z-Z)g+[(u-u)/2]+[(p-p)/p]+Shf

Ihf=X[(l+le)/d](u⑵

U=(6/3600)/[(7T/4)X().05]=0.8488m.su-0Z=0

Re=dup/p=0.05x0.8488x800/(20x10)=1697.6<2023

貝ljX=64/Re=64/1697.6=0.0377

Zhf=0.0377x(25/0.05)x(0.8488/2)=6.7904J.kg

故W=(l6-0)x9.807+4x9.807x10/8(X)+6.7904=654.05J.kg

本題目有題圖tilu027

15.（14分）題號(hào):1276第1章知識(shí)點(diǎn):730難度:較難

如圖所示，假設(shè)兩種流動(dòng)狀態(tài)的摩擦系數(shù)相等，離心泵的效率相等。如將輸送流量增長(zhǎng)到

本來(lái)流量的2倍,則其有效功率應(yīng)增長(zhǎng)為本來(lái)的幾倍。

*****答案*****

x(=.x(,n(=n(本來(lái)流動(dòng)參數(shù)下標(biāo)為1,流量加倍時(shí)下標(biāo)為2,

兩敞口液面間列柏努利方程得：

H=gh=九(1+])/dx(u/2)...(1)

H=￡h=Xxf(1+])/dx(u/2)...(2)

兩種流動(dòng)狀態(tài)的流量比

Q/Q=u/u=2...(3)

(1)、(2)、(3)式聯(lián)解得：

￡h￡h=H/H—u/u=4...(4)

N/N=QHp/102q/(QHp/102")

=QH/(QH)=8

輸送流量增長(zhǎng)2倍時(shí),則其有效功率為本來(lái)的8倍。

本題目有題圖titu028

16.(10分)題號(hào):1277箕1章知識(shí)點(diǎn):100難度:中檔

如圖(a)所示兩個(gè)容器與一水銀壓差計(jì)用橡皮管相連接，此二容器中均充滿水，設(shè)水銀

壓差計(jì)讀數(shù)R為650mmHg,試求：(1)二容器的壓力差為多少？

(2)假如將二容器由圖(a)改為圖(b)位置時(shí)，此時(shí)的壓力差和讀數(shù)有何改變？為什

么？

*****答案*****

(1)P-P=Rg(p-p)

=0.65(13600-1000)X9.81

=80343.9N.m(=8190mmH(O

(2)P"=P+(H'4-R')pg

P"=P+[R'p+(H+2)p]g

P"=P

P-P=R'(p—p)g+2pg

AR=(P-P-2pg)/(P-P)g

=(80343.9-2X1000X9.81)/(12600X9.81)

=0.49mH(O

壓力差由圖(a)變換到圖(b)位置時(shí)，因系統(tǒng)條件未變化,則壓力差值不變，但壓力差

讀數(shù)由R降到R',這是因壓力差兩邊的水柱高度變化而改變的因素。

本題目有題圖Eu029

17.(10分)題號(hào):1278第1章知識(shí)點(diǎn):730難度:容易

將20C的水由水池打至一敞口高位槽中，槽內(nèi)的水面與水池內(nèi)的水面的垂直距離為

31.6m。管路總能顯損失為5()J.kg(,流展為20m(.h(,試求理論功率為多少kw?

*****答案*****

gZ4-u/2+P/p+W=gZ+u/2+P/p+￡h

Z(=0,Z(=31.6m,P(=P(,u(=0,uCO,

￡h=50J/kg

W=gZ+gh=9.81x31.6+50=360J/kg

m=20/3600x1000=5.556kg.s

N=Wm=360x5.556=2023J.s=2kw

18.(14分)題號(hào):I279第1章知識(shí)點(diǎn):430難度:中檔

某油品在中89X4mm的無(wú)縫鋼管中流動(dòng)。在A和B的截面處分別測(cè)得壓強(qiáng)P(=15.2X

10(N.m(,P(=14.8X10(N.m(o試計(jì)算管路中油品的流量,已知：A.B間長(zhǎng)為40m,其間尚有

2個(gè)90(彎頭(每個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度1(=35d),P油=820kg.m(,U油=121cp。

*****答案*****

A-B間列柏努利方程：

Z+u/2g+P；pg=Z+u/2g+P/pg+IH

(P-p)/pg-(Z-z)=￡H

=1(I+I)；dxu/2g

(15.2-14.8)x107(820x9.81)-1=64/(dup/|x)x(l+l)/dxu/2g

=64p/(dp)x(1+1)/dxu/2g

u=(3.973x2x9.81x(0.081)x820/(64x121x10x45.67)=1.186m.s

校驗(yàn)：R(=duP/P=0.031X1.186X820/(121X10(()=651<2023

:.V=Au=0.785(0.081)x1.186

=6.11x10m.s=22m.h。

本題目有題圖titu030

19.(15分)題號(hào):1280第1章知識(shí)點(diǎn):743難度:容易

密度為1200kg.m(的鹽水，以25m(.h(的流量流過(guò)內(nèi)徑為75mm的無(wú)縫鋼管。兩液面間的

垂貪距離為25m.鋼管總長(zhǎng)為120m.管件、閥門(mén)等的局部阻力鋼管阻力的25%。試求泵的

軸功率。假設(shè)：(1)摩擦系數(shù)'=0.03；(2)泵的效率n=0.6

*****答案*****

Z+u/(2g)+P/pg4-H=Z+u/(2g)

+P/pg+IH

Z(=0,Z(=25m,uCO.uCO,P(=P(

AH=Z+￡H=25+￡H

=(Xx1/jxu/2g)xl.25

u=V/A=25/(36OOx0.785x(0.075))=1.573ir；.s

￡H=(0.03x120/0.075x1.573/(2x9.81)xl.25=7.567m鹽水柱

H=25+7.567=32.567m

N=QHp/102=25x32.567xi200/(3600x102)=2.66kw

I^=N加=2.66/0.6=4.43kw

20.(10分)題號(hào):1281第1章知識(shí)點(diǎn):230難度:容易

水在內(nèi)徑為250mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)。已知截面1―1處的流速為lm.s(,測(cè)壓管中水柱高為

1m：在截面2-2處管內(nèi)徑為150mm。試計(jì)算在截面1—1與2-2處產(chǎn)生的水柱高度差h

為多少m水柱？(忽略阻力損失)

*木木木木答案****木

在截面1—1與2—2間列柏努利方程：

Z+u/(2g)+P/pg=Z+u/(2g)+P/pg

Z(=0,Z(=0

P(/(Pg)=lmH(O,u(=lm.s(

:.P/(pg)-P/(pg)=u/(2g)-u/(2g)

u=u(d/d)=1X(250/150)=2.78m.s

???h=P/(pg)-P/(pg)

=2.78/(2x9.81)-1/(2x9.81)=0.343mHO

本題Fl有題圖tituO31

21.(10分)題號(hào):1282第1章知識(shí)點(diǎn):300難度:中檔

圖示為水泵進(jìn)水管的裝置。管子尺寸為657X3.5mm；管的下端位于儲(chǔ)水池水面下2m,

并裝有底閥及濾網(wǎng)，該處之局部阻力壓頭損失為12u(/(2g)；截面2-2處的真空度為

4m水柱：由1—1至2—2截面的沿程壓頭損失為9u(i(2g)。試求：進(jìn)水管的流量為多

少m(.h(?

*木木*本答案***木*

以水面與2-2截面列柏努利方程：

Z+uZ2g+P/pg=Z+u/2g+P/pg+￡H

Z(=0,u(=0,P(=0,Z(=3m,P(/Pg=-4mH(O

ZH=12u/2g+9u/2g=21uZ2g=21u/2g

21u/2g+u/2g=22u/2g=4—3=Im

:.u=(2x9.81/22)=0.94m.s

AV=3600x0.785(0.05)x0.94=6.64m.h

本題目有題圖tituO32

22.（12分）題號(hào):1283第1章知識(shí)點(diǎn):310難度:中檔

水在一傾斜管中流動(dòng)，如附圖所示，已知壓差計(jì)讀數(shù)為200mm,試問(wèn)測(cè)量段的阻力為多

少？

*****答案*****

在兩測(cè)壓孔之間列柏努利方程式：

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g+h

Ah

=(P-P)/pg-(Z-Z)-(u-u)/2g

=(P—P)/pg—Z—(u—u)/2g

由靜力學(xué)方程式可得

(P-P)/pg=h(p-p)/p+Z

Ah=h(p-p)/p—(u—u)；2g

u(=lm.sGu(=u(X(d(/d()(=4m.s(

Ah=0.2x12.6-(16-1)/(2x9.81)

=1.755mHO=1755mmHO=l7221Pa

本題目有題圖titu033

23.（8分）題號(hào):1284第1章知識(shí)點(diǎn):640難度:中檔

15℃水在內(nèi)徑為10mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，流速為0.15m.s（,試問(wèn)：（1）該流動(dòng)類型是層流還

是湍流？（2）如上游壓強(qiáng)為7kgf.cm（,流經(jīng)多長(zhǎng)管子，流體的壓強(qiáng)降至3kgf.cm（?水

的密度為999.1kg.m（，粘度為I.14cpo

*****答案*****

（1）Rc=dup/p=0.010x0.15x999.1/（1.14x10>

=1314<2023該流體作層流流動(dòng)

（2）根據(jù)泊謖葉方程式AP=32p1u/d

.1=APd/(32^u)

=(7-3)x9.81xl0xO.Ol/(32x1.14x10xO.I5)=717lm

24.（10分）題號(hào):1285第1章知識(shí)點(diǎn):100難度:中檔

某受壓設(shè)備，用串聯(lián)U形管壓差計(jì)測(cè)量其表壓，裝置如附圖所示，寫(xiě)出1.234各點(diǎn)及P（的

壓強(qiáng)計(jì)算式。（連通U形管壓差計(jì)水銀面上充滿水）

*****答案學(xué)七學(xué)十季

以表壓為基準(zhǔn):

P=Rpg

P=P-Rpg=Rpg-Rpg

P=P=Rpg-RPg

P=P+Rpm

=(R+R)pg-Rg

P=P—Rpg

=(R+R)pg-(R+R)pg

本題目有題圖Eu034

25.(10分)題號(hào):I286第1章知識(shí)點(diǎn):100難度:中檔

一直立煤氣管，在底部測(cè)壓管測(cè)得水柱差h(=100mm,在H=20m高處的測(cè)壓管中測(cè)得水

柱差h(=115mm,管外空氣的密度P(=l.29kg.m(,求管中靜止煤氣的密度P(為多大？

*****答案*****

P=P+hp水g

P=(P+pgH)十hp水g

又P=P+Hpg

Z.(P+Hpg)+hp水g=(P+hp水g)+Hpg

Hp+hpzK=Hp—hp水

p=p-p水(h—h)/H=1.29-1000x(0.115-0.1)Z20

=0.54kg.m。

本題目有題圖tiluO35

26.(15分)題號(hào):1287第1章知識(shí)點(diǎn):570難度:較難

用泵將密度為850kg.m(,粘度為190cp的重油從貯汨池送至敞口高位槽中，升揚(yáng)高度為

20mmo輸送管路為<M08X4mm的鋼管，總長(zhǎng)為1000m(涉及直管長(zhǎng)度及所有局部阻力的當(dāng)

量K度)。管路上裝有孔徑為80nun的孔板以測(cè)定流量，其油水壓差計(jì)的讀數(shù)R-500UUH?？?/p>

流系數(shù)Co=0.62,水的密度為1000kg.m(o試求:⑴輸油量是多少m(.h(?(2)若泵的效率為

0.55,計(jì)算泵的軸功率。

*木木*本答案**水木本

(Duo=Co[2gR(p,-p)/p]

=0.62(2x9.81x0.5x(]000-850)/850]=0.816m.s

V=0.816x0.785x(0.08)x3600=14.76m3.h

(2)U=O.8I5X(8O/1OO)=0.522m.s

Re=0.1x0.522x850/(l90x10)=234<2300

X=64/Re=64/234=0.274

Ehf=0.274x(1000/0.1)x(0.522/2)=373.3J.kg

We=20x9.8l+373.3=569.5J.kg

Ne=WeW/n=569.5*14,76x850/3600)/(1000x0.55)=3.61kw

27.(12分)題號(hào):1288第1章知識(shí)點(diǎn):400難度:中檔

在實(shí)驗(yàn)室流體沿程阻力；則定裝置上，對(duì)e1”鍍鋅管(內(nèi)徑27mm),進(jìn)行測(cè)試，測(cè)壓點(diǎn)間距為

5290(mm),當(dāng)水流量為2(L.s。時(shí)，水銀壓差計(jì)上讀數(shù)為400(mm)o求：⑴此時(shí)的入(值是多少?

(2)在同樣條件下測(cè)定耳1/2"鍍鋅管(管內(nèi)徑為16.25[mm])的人(值;當(dāng)管內(nèi)流速5.80[m.s(]時(shí),

試估計(jì)測(cè)得的M值應(yīng)比入(高還是低?為什么？水的粘度H=lcP,密度P=1000kg.m(

*****答案*****

⑴水流量為0.002m.s

在(pl"管u=0.002/[(n/14)x0.027仁3.493ms

Re=3.493x0.027x10(X)/10-94300

△p=(13.6-1.0)x400x9.8-49430

△p=Z(l/d)(u/2)p

.?.入=49430x0.027x2/(5.29x3.49x1000)=0.0414

⑵在(p(l/2)"管中d=16.25mm,u=5.8m.s

Re=0.01625x5.8x1030/10々94250=Rel

在湍流區(qū)：X?(Re,￡/d),若兩管絕對(duì)粗糙度接近，

則￡/d<￡/d故入>X

28.(12分)題號(hào):1289第1章知識(shí)點(diǎn):500難度:較難

有一用20℃.760mmHg的空氣標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì).玻璃管上的最低刻度代表

Vmin=4m(.h(最高刻度代表Vmax=40m(.h(。但若用該流量計(jì)來(lái)測(cè)量30℃、真空度為

200mmH(0的空氣流量，求其Vmin和Vmax各為若干(設(shè)C(不變)。已知本地大氣壓為

760mmHg,V=C(A([2gV((P(-P)/A(P](((

*****答案*****

對(duì)氣體，???pf?p

???(V7V)=(p/p，)

V，=V(p/p')=v[(PM/RT)/(PfM/RT)]

=V(PT7PT)

P=760mmHgT=293℃

P,=760-(200/10330)x760=745.3mmHg「=273+30=303K

Vmin=4x[760x303/(745.3x293)]=4x1.027=4.108m,h

Vmax=41.08m.h

29.(10分)題號(hào):1290第1章知識(shí)點(diǎn):400難度:較難

如圖示，液位恒定的A.B.C三水槽，通過(guò)a、b、c三條等徑管線同時(shí)向D槽(液位恒定)供水,

三管線與三水槽的連接方式以及插入D槽中的深度均相同。三條管線的長(zhǎng)度（涉及所有局部

阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為1(=2幾1(=31(。當(dāng)水溫為20C時(shí)，通過(guò)各管線的體積流量分別為Va、Vb

和Vc。摩擦系數(shù)入二

0.3164/Rco試求每根管線的摩擦阻力損失。

*****答案*****

a、b、c三條管線的摩擦損失相同。

Zha=Shb=Ehc=HgJ.kg

本題目有題圖tituO36

30.(10分)題號(hào):1291第1章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

冷凍鹽水的循環(huán)系統(tǒng)，如圖所示，鹽水的密度為!100kg.m(,管路的直徑相同，鹽水由A流

經(jīng)兩個(gè)換熱器而至B的總能量損失為98.1J.kg(.由B流至A的管路能量損失為49J.kg(.A至

B的位差為7m,若A處的壓力表讀數(shù)為2.45X10(N.m((表壓)時(shí)，B處的壓力表讀數(shù)為若干

N.m((表壓)?

*****答案*****

gZA+(pA/p)+(uA/2)=gZB+(pB/p)+(uB/2)+LhfAB

pB=pA-(gZB+IhfAB)p

=245x10-(9.81x7+98.1)xll00=6.16x10N.m(表壓)

本題Fl有題圖titu037

31.(14分)題號(hào):1292第1章知識(shí)點(diǎn):310難度:較難

若煙囪的直徑為D=1m,煙氣的質(zhì)量流量G=18000kg.h(,煙氣的密度P=0.7kg.m(,周邊

空氣的密度P(=1.2kg.m(,在1一1截面處安頓一個(gè)U形壓差計(jì)，并測(cè)得R=10mmH(O,煙

氣流經(jīng)此煙囪的壓降損失H(=0.06H/DX(u(/(2g))(m氣柱)。試求此煙囪的

高度H為多少？

*****答案*****

G=18000/3600=5kg.sV=G/p=5/0.7=7.14m.s

u=V/(0.785D)=7.14/(0.785x1)=9.1m.s

u/2g=9.1/(2X9.8)=4.23m

列1—1與2—2截面柏努利方程

P/pg+u/2g+Z=P/pg+u/2g+Z+H

(-10x9.8/(0.7X9.8))

=(-Hpg/pg)+H-0.06xH/Dxu/2g

=(1.2/0.7)xH4-H4-0.06Hx4.23

解得H=31m。

本題目有題圖tilu038

32.(16分)題號(hào):1293第1章知識(shí)點(diǎn):430難度:較難

水在下圖管道中流動(dòng).流量為42.4m(.h(.A.B兩截面的內(nèi)徑分別為50mm與100mm,從A

流向B的擴(kuò)大阻力損失為C((u((/(2g))，從B流向A的縮小阻力損失為C((u((/(2

g))，可取C(=0.56,3(=0.42,壓差計(jì)指示液為汞。(1)流體從A流向B,問(wèn)R(值為多

少？(2)流體從B流向A,問(wèn)R(值為多少？

*****答案*****

u(=V/(0.785d()=42.4/(3600X0.785X0.05()=6m.s(

u=l/4xu=i.5m.s

在A.B兩截面間列柏努利方程式，并以u(píng)(=(1/4)u(代入，經(jīng)整理可得：從A流向B

(P(-P()/Pg=u((/2gX(I5/16-^()

從B流向A(P-P)/pg=u/2gx(15/16+i；)

(1)從A流向B

(P-P)/pg=u/2gx(15/16-^)

=6/(2x9.81)x(15/16-0.56)=0.7m

R(p-p)/p=(P-P)/pg=0.7m

AR=0.7/12.6=0.0555m=55.5mmHg

(2)從B流向A

(P-p)/pg=u/2gX(15/16+，)

=6/(2x9.81)x(15/16+0.42)=2.5m

R(p—p)/p=(P—P)/pg=2.5m

AR=2.5/12.6=0.1984m=198.4mmHg

本題目有題圖titu039

33.(16分)題號(hào):1294第1章知識(shí)點(diǎn):430難度:最難

精微塔C塔頂列管式冷凝器D殼方的冷凝液體經(jīng)AB管線流至塔頂，管路系統(tǒng)的部分參

數(shù)如附圖所示。已知管徑為622X2mm,AB管路總長(zhǎng)與所有局部阻力(涉及進(jìn)、出口)的當(dāng)

量長(zhǎng)度之和為25m。操作條件下液體的密度為

1000kg.m(.粘度為25cp。冷凝器殼方各處壓強(qiáng)近似相等。求液體每小時(shí)的體積流量。摩擦

系數(shù)可按下式計(jì)算:層流時(shí)，入=64/Rc;湍流時(shí)，入二

0.3164/Re,

*****答案*****

在A.B兩截面間列柏方程(以通過(guò)B的水平面為基準(zhǔn)面)：

gZA+(uA/2)+(pA/p尸gZB+(uB/2)+(pB/p)+EhfAB

pA=0.43x13600x9.81=5.737x10N.m

pB=0.45X13600X9.81=6X10(N.m(設(shè)流動(dòng)為層流，廁

X=64/Re=64|V(dup)

LhfAB=X[(1+Ile)/d](u/2)

=[64g/(dup)][(l+Zlc)/d](u/2)=61.73u

將有關(guān)數(shù)代入柏方程求解：

9.81x6+(5.737x1071000)=(6x10/1000)+61.73u

u=0.9lIm.s

V=0.911x(n/4)x0.018x3600=0.834m.h

驗(yàn)算:Re=0.0l8X0.91IX1000/(25X10(()=656<2100(層流)

本題目有題圖tilu040

34.(14分)題號(hào):1295第1章知識(shí)點(diǎn):430難度:中檔

有二個(gè)敞口水槽，其底部用一水管相連，水從一水槽經(jīng)水管流入另一水槽，水管內(nèi)徑0.1m,

管長(zhǎng)100m,管路中有兩個(gè)90°彎頭，?個(gè)全開(kāi)球閥，如將球閥拆除，而管長(zhǎng)及液面差H等其他

條件均保持不變，試問(wèn)管路中的流量能增K百分之幾?設(shè)摩擦系數(shù)X為常數(shù)，人-0.023,90°彎

頭阻力系數(shù)&=0.75,全開(kāi)球閥阻力系數(shù)&=6.4o

*****答案*****

拆除球閥之前,管內(nèi)流速為U1,取上游1-1與下游2-2截面列柏式：

△p=0△u=0△Z=H

/.gH=Ehf

Ehf=[l(l/d)+zq(ul/2)]=[Ml/d)+2190。+《球乜縮小+g擴(kuò)大](ul/2)

二[0.023(100/0.1)+2x0.75+6.4+0.5+1.0](u1/2)=16.2u1

拆除球之后，管內(nèi)流速為u2

Shf,=[X(l/d)+2^90。+，小乜大)(u2/2)

=[0,023(100/0.1)+2x0.75+0.5+1.0)(u2/2)=13u2

因拆除球閥前后H不變，

￡hf=Zhf'(u2/ul)=16.2/13=1.246

u2/ul=1.116流量V關(guān)系為：V2=1.116V1

本題Fl有題圖titu041

35.(15分)題號(hào):1296第1章知識(shí)點(diǎn):340難度:較難

如圖所示，油在光滑管中以u(píng)=2m.s(的速度流動(dòng)，油的密度P=920kg.m(,管長(zhǎng)L=3m,直徑

d=50mm,水銀壓差計(jì)測(cè)得R=15.0mm,P((=13600kg.m(。試求：(1)油在管中的流動(dòng)形態(tài)；

(2)油的粘度；(3)若保持相同的平均流速反向流動(dòng)，壓差計(jì)讀數(shù)有何變化？層流:、=64/Rc;

湍流：入=0.3164/Re((((

*****答案*****

在1-1'和2-2'間列方程，基準(zhǔn)面為2-2'

(pl-p2)/p=(Z2-Z1)g+￡hf=-Lg+Zhf

測(cè)量得:?pl-p2=-LPg+Rg(P汞-P)代入上方程：

-Lg+Rg(pzfe-p)/p=-Lg+Zhf

Ehf=[(p汞-p油)/p油]Rg

=[(13600-920)/9201x(1.015x9.8l=2.03|J.kg]

設(shè)為湍流，在光滑管中X=0.3164/Re((((

.*.Zhf=X(l/d)(u/2)=(O.3I64/Re)(3/0.05)x(2⑵=2.03

ARe=37.97/2.03

(l).\Re=1.224x10湍流

⑵根據(jù)Re=dup/n=0.05x2x920/n=1.224xl0粘度

:..=7.52x1()[Pa-S]=0.75[厘泊]

(3)R值不變，但左邊低右邊高

本題目有題圖titu042

36.(16分)題號(hào):1297第1章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

密度P=900kg.m(的某液體由敞口高位槽A經(jīng)內(nèi)徑為50mm的管道流入敞口貯槽B中。

如圖示K點(diǎn)的真空度為6kN.m(,K點(diǎn)至管路出口處之管長(zhǎng)20m,有3個(gè)90°彎頭和一個(gè)閥

門(mén)。已知各阻力系數(shù)為：&(入口)=0.5*(出口)=1.0*(90°彎頭)=0.75,摩擦系數(shù)入=0.025。

試求閥門(mén)M之阻力系數(shù)€為若干?大氣壓力Pa=101kN.m(.

*****答案*****

列液面K截面之間的柏式：

p=101kN.mZ=2mu乜)pk=(101-6)=95kN.m

Zk=0uk=u=?

(p/pg)+Z=(pk/pg)+X(l/d)(u/2g)+《u/2g)+(u/2g)

1101x10/(9(X)x9.8l)]+2

=[95x10/(900x9.81)]+[0.025(10/0.05)+0.5+1.0][u/(2x9.81)]

解得u=2.84m.s

再列K-出口管截面之叵柏式：

pk=95kN.mZk=10muk=2.84m.su=uk=2.84m.s

p=101kN/m2Z=0

(pk/pg)+(ukZ2g)+Zk

=(P/pg)+X(l/d)(u/2g)+3x，彎(u/2g)+，出Q/2g)+4u/2g)

95x10/(900x9.81)+10=101x10/(900x9.81)+0025(20/0.05)+3x0.75岡2.84/(2x9.81)：+，2.

84/(2x9.81)

解得，=10.45

本題目有題圖Eu043

37.(16分)題號(hào):1298箕1章知識(shí)點(diǎn):340難度:中檔

如圖所示，水從槽底部沿內(nèi)徑為100mm的管子流出，槽中水位穩(wěn)定。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)測(cè)得

R=50cm,h=1.8mo求:(1)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的流量(2)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)B處的表壓(閥全開(kāi)時(shí)le/d=15,

入管口及出管口的阻力系數(shù)分別為0.5及1.0,設(shè)摩擦系數(shù)入=0.018)

*木木*本答案***木*

閥關(guān)時(shí)：(ZA+1.8)X1000=0.5X13600ZA=5m

⑴閥全開(kāi):對(duì)A-A和C-C截面列柏努利方程：

gZA+pA/p+uA/2=gZc+pC/p+uc/2+Zh,

pA=0(表壓)，uA=0(大截面)，Zc=0(基準(zhǔn)面)，pc=0(表壓)

9.8lx5=[0.018(50/0.l+15)+l+0.5](uc/2)

解出：uc=3.02m.s(

V=(7t/4)x0.ix3x3600=88.5m.h

⑵對(duì)A-A到B-B截面列柏努利方程:

gZA+(pA/p)+(uA/2)=gZB+(pB/p)+(uB/2)+Zh-,

pA=0,uA-0,ZB=0,uB=uC=3.02m.s

9.8lx5=(pB/p)+(3.02/2)+(0.018x50/0.1+0.5)3.02/2

解出pB=17580N.m

本題目有題圖titu()44

38.(15分)題號(hào):1299第1章知識(shí)點(diǎn):310難度:較難

如圖所示:水以一定流速自下向上流動(dòng)，在U形壓差計(jì)中測(cè)得讀數(shù)h=100mm,二測(cè)壓孔間

距為1m,求：(1)流體由1一1截面流至2—2截面的能量損失h(為多少m水柱？(2)1

一1與2—2截面間靜壓差為多少m水柱？(3)若流體作反向流動(dòng)，則U形壓差計(jì)讀

數(shù)h為多大？

*****答案*****

(1)列2-2與1-1截面柏努利方程式得：

P/pg=P/pg4-1+h

即(P—P)/pg=h+1...①

列0—0等壓面靜力學(xué)方程式得：

(P—P)/pg=h(p—p)/p+1....②

比較式①與式②得：

h=h(p-p)/p=0.1x12.6=1.26mHO

(2)(P-P)/pg=h+1=1.26+l=2.26mHO

(3)若反向流動(dòng)，采用類似方法可得

(P-P)/pg=h-1...③

(P—P)/pg=h(p—p)/p—1....④

即h=h(p-p)/pVh=h

Ah=h=100mm

本題目有題圖titu045

39.(15分)題號(hào):1300第1章知識(shí)點(diǎn):320難度:較難

如圖所示,用內(nèi)徑d=100mm的管道，從水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出

口中心高度H=4m,忽略水箱入管道的入II阻力損失，水在管內(nèi)流動(dòng)損失，沿管長(zhǎng)均勻發(fā)生,

h((((=3?u(/(2g)。求：(1)水在管內(nèi)的流速u(mài)及流量Q,(2)管道中點(diǎn)處M的靜壓

強(qiáng)P(。

*****答案*****

(1)列0—0與2—2截面柏努利方程：

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g+￡h

以2—2截面為基準(zhǔn)面,Z(=0,u(=0.P(=P(

/.4=u/2g+3u/2g=4xu/2g

解得u=Y(2g)=4.43m.s

AV=uA=0.785x0.1x4.43=0.0348m.s=125m.h

(2)列M點(diǎn)與出口截面的柏努利方程

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g+￡h

1+P/pg+u/2g=u/2g+3/2xu/2g

*.*u=u

；?P/pg=3/2xu/2g-1=0.5mHO

；?P=0.5x9.8x10=4.9x10N.m

本題目有題圖tilu046

40.(14分)題號(hào):1301第1章知識(shí)點(diǎn):320難度:較難

水從蓄水箱，通過(guò)一水管和噴嘴在水平方向射出，如附圖所示。假如，Z(=12m,Z(=Z(=

6.5m,d(=20mm,d(=10mm,水流經(jīng)d(管段的阻力損失為2mH(O,流經(jīng)d(管段的阻力損失

為lmH(O,求：(1)管嘴出口處的流速u(mài)(；(2)接近管口2—2截面處的流速u(mài)(及壓強(qiáng)

P(：

*****答案*****

(I)列1-I與3—3截面柏努利方程式

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g+h

u(=0,P(=P(=O(表E)

/.12-6,5=u/2g+(2+1)

解得u=7(2.5x2x9.81)=7m.s

(2)u=u(d；d)=7x(10/20)=1.75m.s

由1—1與2—2截面列泊努利方程式可得

P/pg=(Z-Z)-u/2g-h

=(12-6.5)-1.75/(2x9.81)-2=3.344m水柱(表壓)

???P=3.344x1000x9.81=32804Pa

本題Fl有題圖titu047

41.(16分)題號(hào):1302第1章知識(shí)點(diǎn):320難度:較難

40℃水由高位槽經(jīng)異徑收縮管向下流動(dòng)，為保證水在流經(jīng)收縮管時(shí)不產(chǎn)氣憤化現(xiàn)象，收縮

管的管徑應(yīng)限制在多大？(不考慮流動(dòng)阻力損失)。本地大氣壓為97kN.m(,40℃水的密

度為992kg.m(,飽和蒸汽后P(=7.38kN.m(o

*****答案*****

在1—1與2—2截面間列柏努利方程：

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g

P(=P(=P(,u(=0

Z.u=Y(2g(Z-z))

=4(2x9.8x10)=14in.s

在1—1與收縮管截面間列柏努利方程式

Z+P/pg+u/2g=Z+P/pg+u/2g

P/pg=97x10/(992x9.8)=10m

當(dāng)收縮管產(chǎn)氣憤化現(xiàn)象時(shí)P=P=7.38kN.m

P/pg=7.38x10/(992x9.8)=0.75m

u/2g=(Z-Z)+(P-P)/pg

=7+10-0.75=16.25

解得u=7(2x9.81x16.25)=17.8m.s

即當(dāng)u達(dá)成17.8m.s時(shí)水將產(chǎn)氣憤化現(xiàn)象

ud=ud

，d=dY(u/u)=150x4(14/17.8)=133mm

即為保證水不發(fā)氣憤化現(xiàn)象,收縮管直徑必須大