流体流动与机械习题答案.docVIP

流体流动与输送机械习题课 书 1－30 二、化工原理习题指导书p45 1－51 用压缩空气将密度为100 kg/m3的自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。管子规格为φ60×3.5mm各管段的能量损失分别为（u为在管内流速）。两U形压差计中的指示液均为水银，R1=mm, h=100mm。试求（1）压缩空气的压力p1；（2）U形压差计读数R2。 解：（1） 在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程 （表压） （2）在低位槽1与B处3间列柏努利方程 （表压） 由静力学方程 kg/m3、cP的冷却水由高位槽送往常压冷却塔喷淋（见附图），输送管尺寸为mm，直管及全部局部阻力当量长度之和为120m，计算，试求冷却水流量。 解：在高位槽1与喷嘴出口2间列柏努利方程，且以2为基准面 式中， 简化 即 设流动为湍流，则 得 验证：为湍流，以上计算正确。 冷却水流量 如附图所示，高位槽中水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为38mm、长为28m；BC与BD支管的内径相同，均为32mm，长度分别为12m、 15m（以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求： （1）BC支路阀门全关而BD支路阀门全开时的流量； （2）BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。 解：（1）在高位槽液面与BD管出口外侧列柏努利方程： 简化 ： 而 化简 又由连续性方程： 代入上式： 解得： 流量： （2）当 BD，BC支路阀均全开时： C ，D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路， (1) 又 = (2) 在高位槽液面与BD出口列柏努利方程： (3) 将（2）代入（3）式中： 解得： 流量： 五、化工原理习题指导p44 1－47 如附图所示，水由高位槽经管道从喷嘴流入大气，水槽中水位恒定。已知d1=125mm ，d2=100mm ，喷嘴内径d3=75mm，U形压差计的读数R＝80mmHg。若忽略，求水槽的高度H及喷嘴前压力表读数。 解：在1－2截面间列柏努利方程 即 （1） 由连续性方程 （2） 将（2）代入（1）中， 喷嘴处流速： 在水槽与喷嘴出口处列柏努利方程，并简化 在喷嘴前后列柏努利方程，并简化 喷嘴处压力：（表压） 如图所示的输水实验装置，已知泵进、出管路直径相同，内径均为65mm，两水池液面间的垂直距离为15m，孔板流量计的孔径为25mm，流量系数为0.62。已测得孔板流量计U形压差计R1＝0.4m，泵进、出口间U形压差计R2＝1.5m，指示液均为汞。试求： （1）泵的有效功率； （2）管路系统的总压头损失； （3）写出此管路特性方程。 解：（1）在泵进、出口间列柏努利方程，简化得 流量： 有效功率： （2）在两液面间列柏努利方程，简化得 （3）设管路特性方程为 将代入， 得 所以管路特性方程为 4m 附图 附图 R1 R2 15m 12m 附图 附图 10