1. 某設備上真空表的讀數為 13.3103 Pa,試計算設備內的絕對壓強與表壓強。已知該地區(qū)大氣壓強為 98.7103 Pa。 解：由 絕對壓強 = 大氣壓強 真空度 得到：設備內的絕對壓強P絕 = 98.7103 Pa -13.3103 Pa =8.54103 Pa設備內的表壓強 P表 = -真空度 = - 13.3103 Pa 2在本題附圖所示的儲油罐中盛有密度為 960 / 的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方為常壓。在罐側壁的下部有一直徑為 760 mm 的圓孔，其中心距罐底 800 mm，孔蓋用14mm的鋼制螺釘緊固。若螺釘材料的工作應力取為39.23106 Pa k問至少需要幾個螺釘？分析：罐底產生的壓力不能超過螺釘的工作應力 即 P油 螺解：P螺 = ghA = 9609.81(9.6-0.8) 3.140.762=150.307103 N螺 = 39.031033.140.0142n ,P油 螺 得 n 6.23取 n min= 7 至少需要7個螺釘 3某流化床反應器上裝有兩個U型管壓差計，如本題附圖所示。測得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸汽向空氣中擴散，于右側的U 型管與大氣連通的玻璃管內灌入一段水，其高度R3 = 50 mm。試求AB兩處的表壓強。分析：根據靜力學基本原則，對于右邊的管壓差計，aa為等壓面，對于左邊的壓差計，bb為另一等壓面，分別列出兩個等壓面處的靜力學基本方程求解。解：設空氣的密度為g，其他數據如圖所示 aa處 PA + ggh1 = 水gR3 + 水銀R2由于空氣的密度相對于水和水銀來說很小可以忽略不記即：PA = 1.0 1039.810.05 + 13.61039.810.05 = 7.16103 Pa b-b處 PB + ggh3 = PA + ggh2 + 水銀gR1 PB = 13.61039.810.4 + 7.16103 =6.05103Pa4. 本題附圖為遠距離測量控制裝置，用以測定分相槽內煤油和水的兩相界面位置。已知兩吹氣管出口的距離H = 1m，U管壓差計的指示液為水銀，煤油的密度為820Kg。試求當壓差計讀數R=68mm時，相界面與油層的吹氣管出口距離。分析：解此題應選取的合適的截面如圖所示：忽略空氣產生的壓強，本題中11和44為等壓面，22和33為等壓面，且11和22的壓強相等。根據靜力學基本方程列出一個方程組求解解：設插入油層氣管的管口距油面高h 在11與22截面之間P1 = P2 + 水銀gRP1 = P4 ，P2 = P3 且P3 = 煤油gh ， P4 = 水g（H-h）+ 煤油g（h + h）聯立這幾個方程得到 水銀gR = 水g（H-h）+ 煤油g（h + h）-煤油gh 即水銀gR =水gH + 煤油gh -水gh 帶入數據 1.0101 - 13.6100.068 = h(1.010-0.8210)= 0.418 5用本題附圖中串聯管壓差計測量蒸汽鍋爐水面上方的蒸氣壓，管壓差計的指示液為水銀，兩管間的連接管內充滿水。以知水銀面與基準面的垂直距離分別為：12.3m，2=1.2m, 3=2.5m,4=1.4m。鍋中水面與基準面之間的垂直距離5=3m。大氣壓強a= 99.3103。試求鍋爐上方水蒸氣的壓強。分析：首先選取合適的截面用以連接兩個管，本題應選取如圖所示的11截面，再選取等壓面，最后根據靜力學基本原理列出方程，求解解：設11截面處的壓強為1對左邊的管取-等壓面， 由靜力學基本方程 0 + 水g(h5-h4) = 1 + 水銀g(h3-h4) 代入數據0 + 1.01039.81(3-1.4) = 1 + 13.61039.81(2.5-1.4)對右邊的管取-等壓面，由靜力學基本方程1 + 水g(h3-h2) = 水銀g(h1-h2) + 代入數據1 + 1.01039.812.5-1.2= 13.61039.812.3-1.2 + 99.3103解著兩個方程 得0 = 3.64105Pa6. 根據本題附圖所示的微差壓差計的讀數，計算管路中氣體的表壓強。壓差計中以油和水為指示液，其密度分別為9203 ,9983,管中油水交接面高度差R = 300 ，兩擴大室的內徑D 為60 ，管內徑為6 。當管路內氣體壓強等于大氣壓時，兩擴大室液面平齊。分析：此題的關鍵是找準等壓面，根據擴大室一端與大氣相通，另一端與管路相通，可以列出兩個方程，聯立求解解：由靜力學基本原則，選取11為等壓面， 對于管左邊 表 + 油g(h1+R) = 1 對于管右邊 2 = 水gR + 油gh2 表 =水gR + 油gh2 -油g(h1+R) =水gR - 油gR +油g（h2-h1） 當表= 0時，擴大室液面平齊 即 （D/2）2（h2-h1）= （d/2）2R h2-h1 = 3 mm 表= 2.57102Pa7.列管換熱氣 的管束由121根2.5mm的鋼管組成?？諝庖?m/s速度在列管內流動?？諝庠诠軆鹊钠骄鶞囟葹?0壓強為196103Pa(表壓)，當地大氣壓為98.7103Pa試求： 空氣的質量流量； 操作條件下，空氣的體積流量； 將的計算結果換算成標準狀況下空氣的體積流量。解：空氣的體積流量 S = uA = 9/4 0.02 2 121 = 0.342 m3/s質量流量 ws =S=S (MP)/(RT)= 0.34229(98.7+196)/8.315323=1.09/s換算成標準狀況 V1P1/V2P2 =T1/T2S2 = P1T2/P2T1 S1 = (294.7273)/(101323) 0.342 = 0.843 m3/s8 .高位槽內的水面高于地面8m，水從1084mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。在本題特定條件下，水流經系統的能量損失可按f = 6.5 u2 計算，其中u為水在管道的流速。試計算： AA 截面處水的流速； 水的流量，以m3/h計。分析：此題涉及的是流體動力學，有關流體動力學主要是能量恒算問題，一般運用的是柏努力方程式。運用柏努力方程式解題的關鍵是找準截面和基準面，對于本題來說，合適的截面是高位槽11,和出管口 22,如圖所示，選取地面為基準面。解：設水在水管中的流速為u ，在如圖所示的11, ，22,處列柏努力方程Z1 + 0 + 1/= Z2+ 22 + 2/ + f （Z1 - Z2）g = u2/2 + 6.5u2 代入數據 (8-2)9.81 = 7u2 , u = 2.9m/s換算成體積流量 VS = uA= 2.9 /4 0.12 3600= 82 m3/h 9. 20 水以2.5m/s的流速流經382.5mm的水平管，此管以錐形管和另一533m的水平管相連。如本題附圖所示，在錐形管兩側A 、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強。若水流經A B兩截面的能量損失為1.5J/，求兩玻璃管的水面差（以計），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對位置。分析:根據水流過A、B兩截面的體積流量相同和此兩截面處的伯努利方程列等式求解解：設水流經兩截面處的流速分別為uA、 uB uAAA = uBAB uB = （AA/AB ）uA = （33/47）22.5 = 1.23m/s在兩截面處列柏努力方程Z1 + 122 + 1/ = Z2+ 222 + 2/ + f Z1 = Z2 （1-2）/ = f +（12-22）2 g（h1-h 2）= 1.5 + (1.232-2.52) /2 h1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm即 兩玻璃管的水面差為88.2mm10.用離心泵把20的水從貯槽送至水洗塔頂部，槽內水位維持恒定，各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為762.5mm，在操作條件下，泵入口處真空表的讀數為24.6610Pa,水流經吸入管與排處管（不包括噴頭）的能量損失可分別按f,1=2u，hf,2=10u2計算，由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速/s。排水管與噴頭連接處的壓強為98.0710Pa（表壓）。試求泵的有效功率。分析：此題考察的是運用柏努力方程求算管路系統所要求的有效功率把整個系統分成兩部分來處理，從槽面到真空表段的吸入管和從真空表到排出口段的排出管，在兩段分別列柏努力方程。解：總能量損失hf=hf+，1hf，2 u1=u2=u=2u2+10u=12u在截面與真空表處取截面作方程： z0g+u02/2+P0/=z1g+u2/2+P1/+hf，1（ P0-P1）/= z1g+u2/2 +hf，1 u=2m/s ws=uA=7.9kg/s 在真空表與排水管-噴頭連接處取截面 z1g+u2/2+P1/+We=z2g+u2/2+P2/+hf，2 We= z2g+u2/2+P2/+hf，2（ z1g+u2/2+P1/） =12.59.81+（98.07+24.66）/998.210+102=285.97J/kg Ne= Wews=285.977.9=2.26kw11.本題附圖所示的貯槽內徑D為2，槽底與內徑d0為33mm的鋼管相連，槽內無液體補充，其液面高度h0為2m（以管子中心線為基準）。液體在本題管內流動時的全部能量損失可按hf=20u公式來計算，式中u為液體在管內的流速ms。試求當槽內液面下降1m所需的時間。分析：此題看似一個普通的解柏努力方程的題，分析題中槽內無液體補充，則管內流速并不是一個定值而是一個關于液面高度的函數，抓住槽內和管內的體積流量相等列出一個微分方程，積分求解。解：在槽面處和出口管處取截面1-1，2-2列柏努力方程 h1g=u2/2+hf =u2/2+20u2 u=(0.48h)1/2=0.7h1/2 槽面下降dh，管內流出uA2dt的液體 Adh=uA2dt=0.7h1/2A2dtdt=A1dh/（A20.7h1/2） 對上式積分：t=1.h12.本題附圖所示為冷凍鹽水循環(huán)系統，鹽水的密度為1100kgm，循環(huán)量為36m。管路的直徑相同，鹽水由A流經兩個換熱器而至B的能量損失為98.1Jkg，由B流至A的能量損失為49Jkg，試求：（1）若泵的效率為70%時，泵的抽功率為若干kw？（2）若A處的壓強表讀數為245.210Pa時，B處的壓強表讀數為若干Pa？分析：本題是一個循環(huán)系統，鹽水由A經兩個換熱器被冷卻后又回到A繼續(xù)被冷卻，很明顯可以在A-換熱器-B和B-A兩段列柏努利方程求解。解：（1）由A到B截面處作柏努利方程 0+uA/2+PA/1=ZBg+uB2+PB+9.81 管徑相同得uA=uB （PA-PB）/=ZBg+9.81由B到A段，在截面處作柏努力方程B ZBg+uB2+PB/+We=0+uA+PA/+49 We=（PA-PB）/- ZBg+49=98.1+49=147.1J/kg WS=VS=36/36001100=11kg/s Ne= WeWS=147.111=1618.1w 泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw（2）由第一個方程得（PA-PB）/=ZBg+9.81得 PB=PA-（ZBg+9.81）=245.210-1100(79.81+98.1)=6.2104Pa13. 用壓縮空氣將密度為1100kg/m3的腐蝕性液體自低位槽送到高位槽，兩槽的液位恒定。管路直徑均為603.5mm，其他尺寸見本題附圖。各管段的能量損失為f，AB=f，CD=u2，f，BC=1.18u2。兩壓差計中的指示液均為水銀。試求當R1=45mm，h=200mm時：（1）壓縮空氣的壓強P1為若干？（2）U管差壓計讀數R2為多少？解：對上下兩槽取截面列柏努力方程0+0+P1/=Zg+0+P2/+fP1= Zg+0+P2 +f =109.811100+1100（2u2+1.18u2） =107.9110+3498u在壓強管的B，C處去取截面，由流體靜力學方程得 PB+g（x+R1）=Pc +g（hBC+x）+水銀R1g PB+11009.81（0.045+x）=Pc +11009.81（5+x）+13.6109.810.045PB-PC=5.95104Pa在B，C處取截面列柏努力方程 0+uB/2+PB/=Zg+uc2/2+PC/+f，BC 管徑不變，ub=u cPB-PC=（Zg+f，BC）=1100（1.18u2+59.81）=5.95104Pau=4.27m/s壓縮槽內表壓P1=1.23105Pa（2）在B，D處取截面作柏努力方程0+u2/2+PB/= Zg+0+0+f，BC+f，CDPB=（79.81+1.18u2+u2-0.5u2）1100=8.35104PaPB-gh=水銀R2g8.35104-11009.810.2=13.6109.81R2R2=609.7mm14. 在實驗室中,用玻璃管輸送20的70%醋酸.管內徑為1.5cm,流量為10kg/min,用SI和物理單位各算一次雷諾準數,并指出流型。 解：查20，70的醋酸的密度= 1049Kg/m3,粘度 = 2.6mPas用SI單位計算：d=1.510-2m,u=WS/(A)=0.9m/sRe=du/=(1.510-20.91049)/(2.6103)=5.45103用物理單位計算：=1.049g/cm, u=WS/(A)=90cm/s,d=1.5cm=2.610-3PaS=2.610-3kg/(sm)=2.610-2g/scm-1 Re=du/=(1.5901.049)/(2.610-2)=5.45103 5.45103 4000 此流體屬于湍流型15.在本題附圖所示的實驗裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計，以測量兩截面的壓強差。當水的流量為10800kg/h時，U管壓差計讀數R為100mm，粗細管的直徑分別為603.5mm與453.5mm。計算：（1）1kg水流經兩截面間的能量損失。（2）與該能量損失相當的壓強降為若干Pa？解：（1）先計算A，B兩處的流速： uA=ws/sA=295m/s，uB= ws/sB在A，B截面處作柏努力方程：zAg+uA2/2+PA/=zBg+uB2/2+PB/+hf1kg水流經A，B的能量損失：hf= （uA2-uB2）/2+（PA- PB）/=（uA2-uB2）/2+gR/=4.41J/kg （2）.壓強降與能量損失之間滿足： hf=P/ P=hf=4.4110 16. 密度為850kg/m，粘度為810-3Pas的液體在內徑為14mm 的鋼管內流動，溶液的流速為1m/s。試計算：（1）淚諾準數，并指出屬于何種流型？（2）局部速度等于平均速度處與管軸的距離；（3）該管路為水平管，若上游壓強為14710Pa，液體流經多長的管子其壓強才下降到127.510Pa？ 解：（1）Re =du/=（1410-31850）/（810-3）=1.4910 2000 此流體屬于滯流型（2）由于滯流行流體流速沿管徑按拋物線分布，令管徑和流速滿足 y2 = -2p（u-um） 當=0時 ,y2 = r2 = 2pum p = r2/2 = d2/8 當=平均=0.5max= 0.5m/s時, y2= - 2p（0.5-1）= d2/8 =0.125 d2 即 與管軸的距離 r=4.9510-3m (3)在147103和127.5103兩壓強面處列伯努利方程 u 12/2 + PA/ + Z1g = u 22/2 + PB/+ Z2g + f u 1 = u 2 , Z1 = Z2 PA/= PB/+ f損失能量f=（PA- PB）/=（147103-127.5103）/850 =22.94流體屬于滯流型摩擦系數與雷若準數之間滿足=64/ Re又 f=（/d）0.5 u 2 =14.95m輸送管為水平管，管長即為管子的當量長度即：管長為14.95m17 . 流體通過圓管湍流動時，管截面的速度分布可按下面經驗公式來表示：ur=umax（y/R）1/7 ，式中y為某點與壁面的距離，及y=Rr。試求起平均速度u與最大速度umax的比值。分析：平均速度u為總流量與截面積的商，而總流量又可以看作是速度是ur的流體流過2rdr的面積的疊加 即：V=0R ur2rdr解：平均速度u = V/A =0R ur2rdr/（R2）=0R umax（y/R）1/72rdr/（R2）= 2umax/R15/7 0R（R r）1/7rdr= 0.82umax u/ umax=0.8218. 一定量的液體在圓形直管內做滯流流動。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的1/2，問因流動阻力而產生的能量損失為原來的若干倍？解：管徑減少后流量不變u1A1=u2A2而r1=r2A1=4A2 u2=4u由能量損失計算公式f=（/d）（1/2u2）得f，1=（/d）（1/2u12） f，2=（/d）（1/2u22）=（/d） 8（u1）2=16f，1hf2 = 16 hf119. 內截面為1000mm1200mm的矩形煙囪的高度為30 A1m。平均分子量為30kg/kmol，平均溫度為400的煙道氣自下而上流動。煙囪下端維持49Pa的真空度。在煙囪高度范圍內大氣的密度可視為定值，大氣溫度為20，地面處的大氣壓強為101.3310Pa。流體經煙囪時的摩擦系數可取為0.05，試求煙道氣的流量為若干kg/h？解：煙囪的水力半徑 r= A/= (11.2)/2(1+1.2)=0.273m 當量直徑 de= 4r=1.109m 流體流經煙囪損失的能量 f=（/ de）u2/2 =0.05(30/1.109)u2/2 =0.687 u2 空氣的密度 空氣= PM/RT = 1.21Kg/m3 煙囪的上表面壓強 (表壓) P上=-空氣gh = 1.219.8130 =-355.02 Pa煙囪的下表面壓強 (表壓) P下=-49 Pa煙囪內的平均壓強 P= (P上+ P下)/2 + P0 = 101128 Pa由= PM/RT 可以得到煙囪氣體的密度 = （3010-3101128）/（8.314673） = 0.5422 Kg/m3在煙囪上下表面列伯努利方程 P上/= P下/+ Zg+f f= (P上- P下)/ Zg =(-49+355.02)/0.5422 309.81 = 268.25 = 0.687 u2流體流速 u = 19.76 m/s質量流量 s= uA= 19.7611.20.5422 = 4.63104 Kg/h20. 每小時將210kg的溶液用泵從反應器輸送到高位槽。反應器液面上方保持26.710Pa的真空讀，高位槽液面上方為大氣壓強。管道為的鋼管，總長為50m，管線上有兩個全開的閘閥，一個孔板流量計（局部阻力系數為4），5個標準彎頭。反應器內液面與管路出口的距離為15m 。若泵效率為0.7，求泵的軸功率。解： 流體的質量流速 s = 2104/3600 = 5.56 kg/s 流速 u =s/(A)=1.43m/s 雷偌準數Re=du/= 165199 4000 查本書附圖1-29得 5個標準彎頭的當量長度: 52.1=10.5m 2個全開閥的當量長度: 20.45 = 0.9m 局部阻力當量長度 e=10.5 + 0.9 = 11.4m 假定 1/1/2=2 lg(d /) +1.14 = 2 lg(68/0.3) + 1.14 = 0.029 檢驗 d/(Re1/2) = 0.008 0.005 符合假定即 =0.029 全流程阻力損失 =(+ e)/d u2/2 + u2/2 = 0.029(50+11.4)/(68103) + 41.432/2 = 30.863 J/Kg 在反應槽和高位槽液面列伯努利方程得 P1/+ We = Zg + P2/+ We = Zg + (P1- P2)/+ = 159.81 + 26.7103/1073 + 30.863 = 202.9 J/Kg有效功率 Ne = Wes = 202.95.56 = 1.128103 軸功率 N = Ne/=1.128103/0.7 = 1.61103W = 1.61KW 21. 從設備送出的廢氣中有少量可溶物質，在放空之前令其通過一個洗滌器，以回收這些物質進行綜合利用，并避免環(huán)境污染。氣體流量為3600m/h，其物理性質與50的空氣基本相同。如本題附圖所示，氣體進入鼓風機前的管路上安裝有指示液為水的U管壓差計，起讀數為30mm。輸氣管與放空管的內徑均為250mm，管長與管件，閥門的當量長度之和為50m，放空機與鼓風機進口的垂直距離為20m，已估計氣體通過塔內填料層的壓強降為1.9610Pa。管壁的絕對粗糙度可取0.15mm，大氣壓強為101.3310。求鼓風機的有效功率。解：查表得該氣體的有關物性常數=1.093 , =1.9610-5Pas氣體流速 u = 3600/(36004/0.252) = 20.38 m/s質量流量 s = uAs = 20.384/0.2521.093 =1.093 Kg/s流體流動的雷偌準數 Re = du/= 2.84105 為湍流型所有當量長度之和 總=+e =50m 取0.15時 /d = 0.15/250= 0.0006 查表得=0.0189所有能量損失包括出口,入口和管道能量損失 即: = 0.5u2/2 + 1u2/2 + (0.018950/0.25) u2/2 =1100.66 在1-12-2兩截面處列伯努利方程 u2/2 + P1/+ We = Zg + u2/2 + P2/ + We = Zg + (P2- P1)/+而1-12-2兩截面處的壓強差 P2- P1 = P2-水gh = 1.96103 - 1039.8131103 = 1665.7 Pa We = 2820.83 W/Kg 泵的有效功率 Ne = Wes= 3083.2W = 3.08 KW 22. 如本題附圖所示，貯水槽水位維持不變。槽底與內徑為100mm 的鋼質放水管相連，管路上裝有一個閘閥，距管路入口端15m 處安有以水銀為指示液的U管差壓計，其一臂與管道相連，另一臂通大氣。壓差計連接管內充滿了水，測壓點與管路出口端之間的長度為20m。 （1）.當閘閥關閉時，測得R=600mm，h=1500mm；當閘閥部分開啟時，測的R=400mm，h=1400mm。摩擦系數可取0.025，管路入口處的局部阻力系數為0.5。問每小時從管中水流出若干立方米。 （2）.當閘閥全開時，U管壓差計測壓處的靜壓強為若干（Pa，表壓）。閘閥全開時le/d15，摩擦系數仍取0.025。解: 根據流體靜力學基本方程, 設槽面到管道的高度為x 水g(h+x)= 水銀gR 103(1.5+x) = 13.61030.6 x = 6.6m 部分開啟時截面處的壓強 P1 =水銀gR -水gh = 39.63103Pa 在槽面處和1-1截面處列伯努利方程 Zg + 0 + 0 = 0 + u2/2 + P1/ + 而= (+e)/d + u2/2 = 2.125 u2 6.69.81 = u2/2 + 39.63 + 2.125 u2 u = 3.09/s 體積流量s= uA= 3.09/4(0.1)23600 = 87.41m3/h 閘閥全開時 取2-2,3-3截面列伯努利方程 Zg = u2/2 + 0.5u2/2 + 0.025(15 +/d)u2/2 u = 3.47m/s 取1-13-3截面列伯努利方程 P1/ = u2/2 + 0.025(15+/d)u2/2 P1 = 3.7104Pa23. 10的水以500L/min 的流量流過一根長為300m 的水平管，管壁的絕對粗糙度為0.05。有6m 的壓頭可供克服流動阻力，試求管徑的最小尺寸。解:查表得10時的水的密度= 999.7Kg/m3 = 130.7710-5 Pas u = Vs/A = 10.8510-3/d2 f = 69.81 = 58.86J/Kg f=(/d) u2/2 =150 u2/d 假設為滯流= 64/Re = 64/du Hfgf d1.510-3 檢驗得Re = 7051.22 2000 不符合假設 為湍流 假設Re = 9.7104 即 du/= 9.7104 d =8.3410-2m 則/d = 0.0006 查表得= 0.021 要使fHfg 成立則 150 u2/d58.86 d1.8210-2m24. 某油品的密度為800kg/m，粘度為41cP，由附圖所示的A槽送至B槽，A 槽的液面比B槽的液面高出1.5m。輸送管徑為893.5mm（包括閥門當量長度），進出口損失可忽略。試求：（1）油的流量（m/h）；（2）若調節(jié)閥門的開度，使油的流量減少20%，此時閥門的當量長度為若干m？解： 在兩槽面處取截面列伯努利方程 u2/2 + Zg + P1/= u2/2 + P2/+ f P1= P2Zg = f= (/d) u2/21.59.81= (50/8210-3)u2/2 假設流體流動為滯流,則摩擦阻力系數=64/Re=64/du 聯立兩式得到u =1.2m/s 核算Re = du/=1920 2000 假設成立油的體積流量s=uA=1.2/4(82103)23600 =22.8m3/h 調節(jié)閥門后的體積流量 s= 22.8(1-20)=18.24 m3/h 調節(jié)閥門后的速度 u=0.96m/s 同理由上述兩式 1.59.81= (/8210-3)0.962/2 =64/Re=64/du 可以得到 = 62.8m 閥門的當量長度e=-50 =12.8m25. 在兩座尺寸相同的吸收塔內，各填充不同的填料，并以相同的管路并聯組合。每條支管上均裝有閘閥，兩支路的管長均為5m（均包括除了閘閥以外的管件局部阻力的當量長度），管內徑為200mm。通過田料層的能量損失可分別折算為5u1與4u2，式中u 為 氣體在管內的流速m/s ，氣體在支管內流動的摩擦系數為0.02。管路的氣體總流量為0.3m/s。試求：（1）兩閥全開時，兩塔的通氣量；（2）附圖中AB的能量損失。分析：并聯兩管路的能量損失相等，且各等于管路 總的能量損失,各個管路的能量損失由兩部分組成，一是氣體在支管內流動產生的，而另一部分是氣體通過填料層所產生的，即f=(e/d) u2/2f填 而且并聯管路氣體總流量為個支路之和, 即 Vs= Vs1 + Vs2 解：兩閥全開時，兩塔的通氣量由本書附圖查得d=200mm時閥線的當量長度 e=150m f1=(1e1/d) u12/2 + 5 u12 =0.02(50+150)/0.2 u12/2 + 5 u12 f2=(2e2/d) u22/2 + 4 u12 = 0.02(50+150)/0.2 u22/2 + 4 u12 f1=f2 u12/ u22=11.75/12.75 即 u1 = 0.96u2 又Vs= Vs1 + Vs2 = u1A1+ u2A2 , A1 = A2 =(0.2)2/4=0.01= (0.96u2+ u2) 0.01 = 0.3 u2=4.875m/s u1A=4.68 m/s 即 兩塔的通氣量分別為Vs1 =0.147 m3/s, Vs12=0.153 m3/s 總的能量損失 f=f1=f2 =0.02155/0.2 u12/2 + 5 u12 = 12.5 u12 = 279.25 J/Kg 26. 用離心泵將20水經總管分別送至A，B容器內，總管流量為89m/h，總管直徑為1275mm。原出口壓強為1.93105Pa，容器B內水面上方表壓為1kgf/cm，總管的流動阻力可忽略，各設備間的相對位置如本題附圖所示。試求：（1）離心泵的有效壓頭H e；（2）兩支管的壓頭損失Hf，o-A ，Hf，o-B，。解：（1）離心泵的有效壓頭總管流速u = Vs/A 而A = 3600/4(117)210-6 u = 2.3m/s在原水槽處與壓強計管口處去截面列伯努利方程 Z0g + We = u2/2 + P0/+f 總管流動阻力不計f=0 We = u2/2 + P0/-Z0g =2.32/2 +1.93105/998.2 -29.81 =176.38J/Kg 有效壓頭He = We/g = 17.98m 兩支管的壓頭損失在貯水槽和表面分別列伯努利方程 Z0g + We = Z1g + P1/+ f1 Z0g + We = Z2g + P2/+ f2 得到兩支管的能量損失分別為f1= Z0g + We (Z1g + P1/) = 29.81 + 176.38 (169.81 + 0) =39.04J/Kgf2=Z0g + We - (Z2g + P2/) =29.81 + 176.38 (89.81 + 101.33103/998.2) =16.0 J/Kg壓頭損失 Hf1 = f1/g = 3.98 m Hf2 = f2/g = 1.63m27. 用效率為80%的齒輪泵將粘稠的液體從敞口槽送至密閉容器中，兩者液面均維持恒定，容器頂部壓強表讀數為30103Pa。用旁路調節(jié)流量，起流程如本題附圖所示，主管流量為14m3/h，管徑為663mm，管長為80m（包括所有局部阻力的當量長度）。旁路的流量為5m3/h，管徑為322.5mm，管長為20m（包括除閥門外的管件局部阻力的當量長度）兩管路的流型相同，忽略貯槽液面至分支點o之間的能量損失。被輸送液體的粘度為50mPas，密度為1100kg/m，試計算：（1）泵的軸功率（2）旁路閥門的阻力系數。解：泵的軸功率分別把主管和旁管的體積流量換算成流速主管流速 u = V/A = 14/3600(/4)(60)210-6 = 1.38 m/s 旁管流速 u1 = V1/A = 5/3600(/4)(27)210-6 = 2.43 m/s先計算主管流體的雷偌準數 Re = du/= 1821.6 0.005假設成立即 D,C兩點的流速 u1 = 1.776 m/s , u2 = 1.49 m/s BC段和BD的流量分別為 VS,BC = 3210(/4)36001.776 = 5.14 m3/s VS,BD = 2610(/4)36001.49 = 2.58 m3/s 29. 在382.5mm的管路上裝有標準孔板流量計，孔板的孔徑為16.4mm，管中流動的是20的苯，采用角接取壓法用U管壓差計測量孔板兩測的壓強差，以水銀為指示液，策壓連接管中充滿甲苯。測得U管壓差計的讀數為600mm，試計算管中甲苯的流量為若干 kg/h？解：查本書附表 20時甲苯的密度和粘度分別為 = 867 Kg/m3,= 0.67510-3假設Re = 8.67104 當A0/A1 = (16.4/33) = 0.245時,查孔板流量計的C0與Re, A0/A1 的關系得到 C0 = 0.63體積流量 VS = C0A02gR(A-)/ 1/2 = 0.6