04流体流动习题答案.docVIP

23. 10℃的水以500 L/min的流量流过一根长为300 m的水平管管壁的绝对粗糙度为0.05 mm。有6 m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。 解：这是关于试差法的应用10的水 在管路端列，以管子中心线所在的面为基准面 由范宁公式 (1)在该题中，假设不是最好的选择，因为管径不知道，不好由 反查，且假设后由于不知道，也不能求和假设管径为待求量，但假设，实际生产中管子的规格多样，范围广，不易得到准确范围。 假设 根据表，选择合适的流速代入计算。自来水的流速为11.5m/s。 取1.3 。根据给出的也可判断所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。且流体比较大，必须使在较大值时保证水是湍流的。 此时由(1)式计算的 查图，两者之间一致，假设合理。24. 某油品的密度为800 kg/m3、黏度为41 cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽的液面比B槽的液面高1.5 m。输送管径为、长50 m(包括阀门的当量长度)，进、出口损失可忽略。试求：(1) 油的流量(m3/h)(2) 若调节的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度增加多少(m)? 解：，黏度 (1) 在AB两槽间列并以B槽为基准面 其中，(表压)，， 将以上数据代入 即 应假设，求出之后，计算，由于并未给出粗糙度的值，且流体很大，可先验层流关系式 解得 假设合理 (2) 流量减少之后 此时 阀门开度减小流速下降，直管阻力损失减小，但由于阀门关小之后，局部阻力损失过大。所以总阻力损失没变。 25在两座尺寸相同的吸收塔内，各填充不同的填料，并以相同的管路并联组合。每条支管上均装有闸阀，两支路的管长均为5 m(包括除了闸阀以外的管件局部阻力的当量长度)，管内径为200 mm。通过填料层的能量损失可分别折算为与，式中u为气体在管内的流速，m/s。气体在支管内流动的摩擦系数λ=0.02。管路的气体总流量为0.3 m3/s。试求(1) 当两全开时，两塔的通气量；(2) 附图中AB的能量损失。 解：(1) 并联管路中，各支路的阻力损失相等 那么 ，所以 (1) (2) 由(1)(2)解得 (2) 取任一支路进行能量损失计算皆可 26. 用离心泵将20℃水经总管分别送至A、B容器内总管流量为89 m3/h，总管直径为。泵出口压强表读数为1.93×105 Pa，容器B内水面上方表压为l kgf/cm2。总管的流动阻力可忽略，各设备间的相对位置如本题附图所示。试求：(1) 两支管的压头损失；(2) 离心泵的有效压头He。解：(1) 在和主管路压力表之后，列， 其中，(表压) 代入之后得到： 在2和A的液面之间列 其中(表压)(表压) 由于主管路的阻力可以忽略， 同样可列出2到 B的 27. 用效率为80%的齿轮泵将黏稠的液体从敞口槽送至密闭容器内，两者液面均维持恒定，容器顶部压强表的读数为30×103 Pa。用旁路调节流量，其流程如本题附图所示。主管流量为14 m3/h，管径为，管长为80 m(包括所有局部阻力的当量长度)。旁路的流量为5 m3/h，管径为，管长为20 m(包括除了阀门外的所有局部阻力的当量长度)。两管路的流型相同，忽略贮槽液面至分支点O之间的能量损失。被输送液体的黏度为，密度为1100kg/m3。试计算：(1) 泵的轴功率(2) 旁路阀门的阻力系数。 解：(1)总管中的 ， 总管阻力损失： 在敞口槽和密闭容器之间列柏努利方程，得 (2) 旁路的流速 ， 旁路是一循环系统中 28. 本题附图所示为一输水系统高位槽的水面维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离均为11 m。AB管段内径为38 mm、长为58 m；BC支管的内径为32 m、长为12.5 mBD支管的内径为26 mm、长为14 m。各段管长均包括管件及全开时的当量长度。AB与BC管段的摩擦系数λ均可取为0.03。试计算： (1) 当BD支管的关闭时，BC支管的最大排水量为若干(m3/h)?(2) 当所有阀门全开时两支管的排水量各为若干(m3/h)?BD支管的管壁绝对粗糙度可取为0.15 mm，水的密度为1000 kg/m3，黏度为0.001 Pa·s。解：(1) 在面和间列为位能基准面，得