流体力学课作业解答（第4章和第5章）.docVIP

第四章 作业答案 4-16．水由具有固定水位的储水池中沿直径的输水管流入大气。管路由同样长度的水平管段AB和倾斜管段BC组成，已知，，试问为使输水管B处的真空不超过7m水柱，阀门的局部阻力系数应为多少？此时流量为多少？（取，，不计弯曲处损失） 解：以过B处的水平面为基准面，对液面和B处断面列伯努利方程： 将此式代入上面的伯努利方程，得 代入数据，得： ∴ 取C处水平面为基准面，列液面和C处出口断面的伯努利方程： 将此式代入伯努利方程，得： 代入数据： ∴ 4-20．自地下罐经离心泵向油库输油流程如图。管线直径200mm，吸入段总长20m，底下罐液面至泵中心高差4m。油品相对密度0.75，运动粘度4cSt。 （1）若设计输送量为108t/h，那么吸入段的总水头损失为多少m油柱？（包括沿程水头损失和局部水头损失） （2）泵前真空表读数应为多少？ （3）如果泵出口压强为7.25at（表压），泵的效率为80%，则泵的额定功率（轴功率）应为多少？ 解：（1） 按通用输油钢管， ∴ ∵ ∴ 属于水力光滑区 ∴ （2）列液面与5断面的伯诺利方程： ∴ 所以，泵前真空表读数为0.243at。 （3）列5、6断面的伯诺利方程： 已知 ， ∴ 则泵的有效功率： 泵的额定功率： 5-2．沿直径200mm、长3km的无缝钢管（）输送相对密度0.9的原油。若输送量为90t/h，其平均运动粘度在冬季为1.09St，夏季为0.42St。试求沿程损失各为多少m油柱？ 解： 冬季：，为层流 ∴ 夏季：，紊流 ∵ ∴ 属于水力光滑区 ∴ 5-5．图示一串联管路，管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于图中。试按长管计算所需的水头H。 解：已知： 则 ∴ ∴ 按长管计算，列水箱液面与管出口断面的伯诺利方程： 5-6．图示一输水管路，总流量Q＝100L/sQ1、Q2AB间的水头损失。 解：依题意，有 即 ∴ （1） 由 即 ∴ （2） 又 即 ∴ （3） 联立（1）、（2）、（3），解得： ∴ 4-3 1-带保险活门出口；2-弯头（R=3d）；3-闸阀； 4-透明油品过滤器；5-真空表；6-压力表