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文檔簡(jiǎn)介
第一章流體流動(dòng)習(xí)題解答
1.解:(1)1atm=101325Pa=760mmHg
真空度=大氣壓力一絕對(duì)壓力,表壓=絕對(duì)壓力一大氣壓力
所以出口壓差為
0.076x101325-(-0.082x106)=8.97x104N/m2
(2)由真空度、表壓、大氣壓、絕對(duì)壓之間的關(guān)系可知,進(jìn)出口壓差與當(dāng)?shù)卮髿鈮簾o關(guān),
所以出口壓力仍為8.97xl()4pa
2.解:錯(cuò)誤!未找到引用源。
混合氣體的摩爾質(zhì)量
Mm=28X0.77+32x0.065+28x0.038+44x0.071+18x0.056=28.84g/mol
混合氣體在該條件下的密度為:
Top28.842732200,
Pm=PmOxyx-=-x—x—=10.858kg/m
3.解:由題意,設(shè)高度為H處的大氣壓為p,根據(jù)流體熱力學(xué)基本方程,得
dp=-pgdH
大氣的密度根據(jù)氣體狀態(tài)方程,得
pM
Q---
PRT
根據(jù)題意得,溫度隨海拔的變化關(guān)系為
4.8
T=293.15+H
1000
代入上式得
pMdp
~R(293.15-4.8x10-3”)-9^
移項(xiàng)整理得
dpMgdH
~p=~/?(293.15-4.8x10-3/0
對(duì)以上等式兩邊積分,
CpdpfHMgdH
?Li?”萬(wàn)=1R(293.15-4.8x10-2m
所以大氣壓與海拔高度的關(guān)系式為
p293.15-4.8X1O-3H
ln101325=713*ln29X15
即:
Inp=7.13xln(l-1.637x+11.526
(2)已知地平面處的壓力為101325Pa,則高山頂處的壓力為
330
p飛=101325X^=45431Pa
a,*ZOO
將錯(cuò)誤!未找到引用源。代入上式
In45431=7.13xln(l-1.637xIO-57/)+11.526
解得H=6500m,所以此山海拔為6500m。
4.解:根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程可導(dǎo)出
p客矍一p大氣=Rg(p水-p煤洎)
所以容器的壓力為
P容&=P+z+Rg(P十一「三治)=101-3+8.31x9.81X(995-848)/1000
=113.3kPa
5.解:7?=7?'sinc?f=120xsin30=60mm
以設(shè)備內(nèi)液面為基準(zhǔn),根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程,得
Pi=po+pog/?=101325+850x9.81x60x10"=101.8kPa
6.解:(1)如圖所示,取水平等壓面1一1,2—2\3—3,與4-4\選取水平管軸心水
平面為位能基準(zhǔn)面。根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程可知錯(cuò)誤!未找到引用源。
問理,有
錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。)
錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。
以上各式相加,得
PA-PB=Pi9(Rz+R?)-pg(z2-z1+z^-z3)
因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。
._PB=3_P)g(&+RD=(13.6-l)x9.81x(0.37+0.28)=80.34kPa
同理,有
”-,=3-p)gR1=3-p)g(Rz+R”
故單u形壓差的讀數(shù)為
R[=治+R?=0.37+0.28=0.65m
(2)由于空氣密度遠(yuǎn)小于液體密度,故可認(rèn)為測(cè)壓連接管中空氣內(nèi)部各處壓強(qiáng)近似相等。
即錯(cuò)誤!未找到引用源。
故有錯(cuò)誤!未找到引用源。
因?yàn)殄e(cuò)誤!未找到引用源。
錯(cuò)誤!未找到引用源。
所以錯(cuò)誤!未找到引用源。
(13.6-l)x9.31x0.65+lx9.81x0.31=83.68kPa
此測(cè)量值的相對(duì)誤差為
83.68-80.34
~80.34—X100%=4.16%
7.解:(1)在A—A',B-E,兩截面間列伯努利方程,得
P1Pi
gz]-^—-^—+W=gz2
P2P2
其中W=0,z,=z2,>7*=2.2J/kg
生二區(qū)」(〃J22.2
化簡(jiǎn)為
P2.
由題目知:輸水量外,=1.16m3/h=3.22x104m3/s
分3.22xlO-4/
!-=1.03m/s
u.=———=------------2
£Z/20.785X0.02
41
3.22x10-
=0.27m/s
-0.785xO.O392
查表得20c水的密度為998.2kg/m3
所以“I一小=L一%2)+2.2=L(0.272—1.032)+2.2=1.706J/kg
P22
p「p?=998.2x1.706=1.703xlO3Pa
(2)若實(shí)際操作中水為反向流動(dòng),同樣在4—A,8—8兩截面間列伯努利方程,得
gZ2+—9+W=+
P2P2
其中W=0,z1=z2,Z%=2.2J/kg
化簡(jiǎn)為P'=)+2.2
P2-
由于流量沒有變,所以兩管內(nèi)的速度沒有變,將已知數(shù)據(jù)帶入上式,得
^X(1.O32-O.272)+2.2=2.689xlO3Pa
p2-Pi=998.2x
8.解:查表1-3,選取水在管路中的流速為錯(cuò)誤!未找到引用源。,則求管徑
25/3600
d0.78時(shí)=76.8mm
查附錄13進(jìn)行管子規(guī)格圓整,最后選取管外徑為83mm,壁厚為3.5mm,即合適的
管徑為錯(cuò)誤!未找到引用源。。
9.解:(1)管內(nèi)流體的質(zhì)量流量
Qm=PQv=^d2pu
有上式得出質(zhì)量流速為
Qm
PU二科
」dx九1200/3600
雷諾數(shù)Re=善力=.2臂*1=1.06x10s>2000
所以該氣體在管內(nèi)的流動(dòng)類型為湍流。
(2)層流輸送最大速度時(shí),其雷諾數(shù)為2000,于是質(zhì)昌:流速可通過下式計(jì)算:
Rep2000x2x10-5
pu==0.2kg/(m2?s)
0.2
所以層流輸送M的最大質(zhì)量流量
口CxC,
qm=-dpu=0.785X0.2,x0.2X3600=22.608kg/h
10.解:(1)根據(jù)題意得:錯(cuò)誤!未找到引用源。,將上式配方得
u=20y-200y2=-200(y-0.05)24-0.5
所以當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。m時(shí)管內(nèi)油品的流速最大,錯(cuò)誤!未找到引用源。
(2)由牛頓粘性定律得
du
T=~H-7-
dy
其中
du
—=20-400)
代入上式得管道內(nèi)剪應(yīng)力的分布式
du
T=-fi—=-g(20-40Oy)=-60x103(20-400y)
所以管壁處的剪應(yīng)力錯(cuò)誤!未找到引用源。(負(fù)號(hào)表示與流動(dòng)方向相反)
4x管道截面積4A
11.解:(1)d=
e潤(rùn)濕周邊n
根據(jù)題意可算出:?1E=40tan30J=23mm,AD=2AE=46mm
48=40+2x23=86mm
通道截面積A=4(AB+CO)xDE=4(86+40)x40x10-6=2.52x10-3m2
22
潤(rùn)濕周邊n=47)x2+CA)+AB=218mm=0.218m
I—;0cM6m
丸=
0.218
(2)%=40m3/h=0.011m3/s
q0.011
v—=------------=6.62m/s
£,20.785x0.0462
4,
djip_0.046x6.62x998.2
=3.04x105>4000
1X10-3
4
故該流型為湍流。
12.解:如課本圖1T7,流體在內(nèi)外管的半徑分別為錯(cuò)誤!未找到引用源。的向心套管環(huán)隙
間沿軸向做定態(tài)流動(dòng),在環(huán)隙內(nèi)取半徑為八長(zhǎng)度為3厚度為由?的薄壁圓管形微元體,運(yùn)
動(dòng)方向上作用于該微元體的壓力為
P、=27rrdrpx,P2—一2"drp2
作用于環(huán)形微元體內(nèi)外表面的內(nèi)摩擦力分別為
&==2nL(rz)r,F2=-2n(r+dr)Lir+dr=-2nL(rr)r+dr
因微元體作勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,作用于微元體上的合力等于零,即
2nrdrpi—2TTTdrp2+27rL(丁力「-27rL(rT)r+dr=0
簡(jiǎn)化后可得
9,"L,,*
Lrdrrdr
在層流條件下,
dw
帶入上式可得
4p
上式積分得
duAp
T=-----產(chǎn)+CI
dr
Ap,
u=-硒產(chǎn)+CJ”+Q
利用管壁處的邊界條件錯(cuò)誤!未找到引用源。可得
的=瑞(琢一琢)//£;G=-瑞(以一埒)
所以同心套管環(huán)隙間徑向上的速度分布為
△p/22).(以一行)】T
u=----伍力+,也三
4fiL
rl
13.解:取桶內(nèi)液面為1一1,截面,桶側(cè)面開孔處的截面為2—2,截面,開孔處離桶底距離為
h,從1—V截面至2—2,截面列機(jī)械能守恒方程式,得
2
PlU,
%+4+—;-=心4
P2
以2-2,截面為基準(zhǔn)面.,則錯(cuò)誤味找到引用源。
ul
g(H-h)+0+0=0+0+三
化解得錯(cuò)誤!未找到引用源。
假設(shè)液體的水平射程為X,則
h=$
H2
X=ut=J2g(H-h)x匕=2jf2+九”=2+彳
所以當(dāng)辰錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí),射程最遠(yuǎn),錯(cuò)誤味找到引用源。
14.解:(1)對(duì)1—1,至2—2,截面間列伯努利方程,可得
J?
%+萬(wàn)+彳二%+萬(wàn)+亍
取1—1,截面為位能基準(zhǔn)面,由題意得錯(cuò)誤!未找到引用源。所以
(
u2=J2g(z「z?)=\2x9.81x3=7.67m/s
對(duì)1—1,至B—B,截面間列伯努利方程,可得
所以
Ui<,10?x7.672
PB=4-Pg九一戶101x105-IO3x9.81xl-----------=62.1kPa
(2)虹吸管延長(zhǎng)后,錯(cuò)誤!未找到引用源。增加使虹吸管出口流速〃增加,從而引起錯(cuò)誤!
未找到引用源。降低;當(dāng)錯(cuò)誤!未找到引用源。降至與該溫度水的飽和蒸汽壓相等(錯(cuò)誤!未
找到引用源。時(shí),管內(nèi)水發(fā)生氣化現(xiàn)象。由于此時(shí)錯(cuò)誤!未找到引用源。,故對(duì)1一1,至B-B,
截面問列伯努利方程」可得
2
出U
paD
9+萬(wàn)+gZ+
B-?
21P2-
=11.9m/s
對(duì)1一1,至3—3,截面間列伯努利方程,可得
P&ufP&ug
gz1+萬(wàn)+彳=gzmx+5+5
所以
ul11.92
Zmax=z1-y=0-27^8i=-7.22m
(負(fù)號(hào)表示在i—r截面位置下方)
15.解:如圖所示在1-1'和2-2'截面間列伯努利方程式,以A點(diǎn)所在水平面為基準(zhǔn)面,則:
4+且+¥=z?+正+字+2%
PS2gPS2g
其中Z)=0,z2=Im,M1=1m/s
由題目已知可得=1x2?=4m/s
d.
根據(jù)流體靜力學(xué)方程:
P「P2=⑵-zJ+(a-1)〃=1+(1^91-i)x0.2=3.52m
PSPlooo
_2_21-42
所以=(-Z)+P1~P2+^~^2=-1+3.52
Z|2=1.76m
"Pg2g2x9.81
16.解:要想將孔蓋緊固,則罐底產(chǎn)生的壓力不能超過螺釘?shù)墓ぷ鲬?yīng)力,即:錯(cuò)誤!未找
到引用源。
液體在孔蓋上產(chǎn)生的壓力:
P液H=pghxA=1120x9.81X(10-0.65)x^x0.72=39515N
螺釘能承受的工作應(yīng)力:
.7T,7T?
=30x106x-xdAxn=30x106x-x0.0152xn=5298.75%
錯(cuò)誤!未找到引用源。解得錯(cuò)誤!未找到引用源。
所以,要想將孔蓋緊固,至少需要8個(gè)螺釘。
17.解:(1)取高位槽水面為上游截面1—1',管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面2—2',在兩截面之
間列伯努利方程:
22
萬(wàn)P1+%E=gZ2+;〃2+》“2+丁Z勺/
以地面為基準(zhǔn)面,貝!Z[=8m,z2=2m,〃]=(),p1=p2=Po?——=5.88〃;
(z.-z2)g=―--F5.88〃72
化簡(jiǎn)得、i//o2/
23
qv=獷“2X3600=0.785xO.075x3.04x3600=48.32m/h
(2)在截面1一1'與截面A—A間列伯努利方程:
22
gZ|+5+E-gz.+萬(wàn)+;-+
其中Z)-ZA=/?,Mj=0
于是上式可化簡(jiǎn)為乙二區(qū)=hg-4+))
P2
閥門從全開到關(guān)閉的過程中,〃八逐漸減小(錯(cuò)誤!未找到引用源。),山上式可以看出,
左邊的值不斷增大,而Pi不變,所以截面A-A位置處的壓力是不斷增大的。
18.解:根據(jù)題意,該煙囪正常排煙的基本條件要求煙囪出口壓強(qiáng)錯(cuò)誤!未找到引用源。應(yīng)
不超過外界氣壓錯(cuò)誤!未找到引用源。。若以大氣壓為計(jì)算基準(zhǔn),則有
Pi=-PtgR——103X9.81x0.022=-216Pa
p2=-p&gH=-1.23x9.81H=—12.0777
煙氣在煙囪中的流速為
Q18.8
〃=資V=0.785x1.42=122m/s
所以
(I\u2H12.22
Uf為=°032xmx=0173H
對(duì)i—r至2—7截面間列機(jī)械能守恒式,可得
P1ulP2ul
z,+石+/=向+石+為+
取1—1,截面為位能基準(zhǔn)面錯(cuò)誤!未找到引用源。即
21612.07H
-0.69X9.81=0.69x9.81+0,173fl
解得正常排煙時(shí)該煙囪的高度為錯(cuò)誤!未找到引用源。
19.解:(1)根據(jù)流量公式以=jr:”2〃得
分60000(900x3600)
=1.05m/s
0.785x0.152
RC=^=0.15X1.05X900=7875<2Q00
4().18
所以管內(nèi)原油的流動(dòng)類型為層流。
(2)在管路入口截面與出口截面之間列伯努利方程,得
PIPiu-)2十
且4+力+方=8馬+丁年+Z勺
其中Z1=z2,uA=u2,于是上式化簡(jiǎn)為
Pl一〃2=?f
P
6464
管內(nèi)原油流動(dòng)類型為層流,所以摩擦系數(shù)—二一J=0.081
Re787.5
=入L《=0.⑻處=148837.5J/kg
d20.152
月一〃2=pXhf=900x148837.5=133.95MPa
中途需要加壓站的數(shù)量n=133.95/18=7.4^8
所以為完成上述輸送任務(wù),中途需要8個(gè)加壓站。
20.解:(1)由題意:錯(cuò)誤!未找到引用源。故管內(nèi)流速
_qm_2.5x1073600
U-~0.785x0.0182x1180-2,31m/s
dup0.018x2.31x1180
Re==2.17xl04>4000(湍流)
2.26X10-3
光滑管錯(cuò)誤!未找到引用源。計(jì)算根據(jù)布拉修斯公式
0.31640.3164
Re0-25=(2.17X104)0-25=0.0261
對(duì)1一甘至2—7截面間列機(jī)械能守恒式,可得
----h—=z-\£”式
1pg2g2---p--g---l-z2—gF乙1—2)
取2—7截面為基準(zhǔn)面錯(cuò)誤!未找到引用源。
二(亭次層
£”式1-2)=
其中局部阻力系數(shù)包括管入口的突然縮小(錯(cuò)誤味找到引用源。)與回彎頭(錯(cuò)誤!未
找到引用源。)。
所以
ul(5\2.312
仁涕+£"心一)二0+00261*麗+05+L5)x27^81=Z79m
(2)假設(shè)虹吸管最高處的截面為A-N,對(duì)2—2,至A-A,截面間列機(jī)械能守恒式,可得
+喘+
為-
取2—2,截面為基準(zhǔn)面錯(cuò)誤!未找到引用源。
%CA-2)=卜看后
PA=P9^2-〃)+P2+Pg?£"f(AT)
即:PA=「。⑵-ZA)+P2+P(^j)y
將數(shù)值代入上式,解得
/329\2312
PA=H80X9.81x(0-3.29)+101325+1180x0.0261xX=78260Pa
\U.Ulo/L
=78.26kPa
21.解:在儲(chǔ)槽水面和管路出口截面之間列伯努利方程,可得
2
PiM〃2?
gZ+,+U-+1WIZ=給4+工勺
P2P2
以儲(chǔ)槽水面為基準(zhǔn)面,則z,=0,z,=25m,%=0,=〃0,Pi~630kPa
化簡(jiǎn)為-V⑴
犯36。。.24詔
石120.785x0.045
46
查表:20℃乙醇的密度為789kg/nf,黏度為1.15x10Ypa.s,
「,將”ndup0.045x5.24x789
雷諾數(shù)Re=--=------------------:——=1t.62x11a05、
〃1.15x10-3
取管壁粗糙度£=0.3mm
根據(jù)s/d=0.3/45=0.007和Re查圖得X=0.034
查表得:90。標(biāo)準(zhǔn)彎頭1=0.75,全開的50mm底閥,2=1°,半開的標(biāo)準(zhǔn)截止閥
Q=9.5
所以=(/L-+Y<)X-^=(0.034x+2x0.75+10+9.5)x
乙/d乙20.0452
=599.5J/kg
將數(shù)據(jù)代入(1)式中,得所需外加功為:
??cm630x1()3-101x1()35.242=匕”八
Wz=25x9.81+----------------------------+--------+>99.5=1528.9J/kg
7892
22.解:據(jù)題意得進(jìn)料處塔的壓力錯(cuò)誤!未找到引用源。
管內(nèi)液體流速
4.8/3600,
u=----------=1.06m/s
1X0.042
0.04x1.06X890
=-1.2x10-3=3.15x104
取管壁絕對(duì)粗糙度錯(cuò)誤!未找到引用源。,相對(duì)粗糙度錯(cuò)誤!未找到引用源。。會(huì)圖1-22
的無縫鋼管的摩察系數(shù)錯(cuò)誤!未找到引用源。。查表1-2,全開截止閥的阻力系數(shù)錯(cuò)誤!未找到
引用源。。
22
弭=((<I+\泊u=(0038X刖12+6+0.5\)X21.0^6=L025
選取高位槽液面為1一1,截面,料液的入塔口為2—2,截面,在兩截面間列伯努利方程為
RufPuj
Z,+而+滂=Z?+而2+泊+皿
以料液的入塔口中心的水平面0—0,為基準(zhǔn)面,則有錯(cuò)誤!未找到引用源。
所以高位槽高出塔的進(jìn)料口為
u235.46X1O3-O1.062
+泊+£",=890x9.81+2x9.81+1025=514m
P9
23.解:(1)在0—0'截面與2-2'截面間列伯努利方程,得
22
g"丁Po手"o=烏+丁〃2萬(wàn)II+z%.
以0-0'截面為基準(zhǔn)面,則〃o=O(表壓),〃2=-43.6kPa(表壓),z0=0?z2=3m,
〃()=0
j2>72
y/?r=(2±+Y<)x—=(0.028x-----+0.75+12)x—=8.655〃
乙/d乙20.0432
于是(1)式化簡(jiǎn)為gz,+及+4+8.655〃2=0
P2
即3x9.81+~436xl°+—+8.655w2=0
10002
解得u=1.244m/s
223
qv=^dux3600=0.785x0.043x1.244x3600=6.5m/h
(2)Pi=Po+Pgh=1.01x10s+1000x9.81x2=1.21x10^Pa
24.解:(1)根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程,設(shè)槽底部管道到槽面的高度為x,則
P水gS+x)=p^gR
3
p水銀gRu13.6xl0x0.5
---------n=—1.8=5m
p*g103
在槽面處和c截面處列伯努利方程,得
Pu2pUr
gz+7=心+片c+亍+£兒
L
pp乙
其中XI=Ha+%)/d+<?苧=[o.O18X(言
+15I+0.5
以C截面為基準(zhǔn)面,則有錯(cuò)誤!未找到引用源。
Up9.81x5
+04-0=0+0十'=+4.885遮=〃c==3.02m/s
5.385
所以閥門全開時(shí)流量
223
qv=u?-d=3.02x0.785x0.1x3600=85.3m/h
(2)對(duì)B至C截面間列伯努利方程,可得
pz+-?+-=pz+—+—+X/lf
BPLpcL
由于錯(cuò)誤!未找到引用源。,錯(cuò)誤!未找到引用源。
其中
Urr/20Ur
必=口a+Q/d].y=[0.018X島+15)].-y=L935流
所以閥門全開時(shí)B位置的表壓為
32
PB=L935P避=1.935x10X3.02=17.65kPa
25.解:(1)換熱器殼程內(nèi)徑。=。.4m,內(nèi)管外徑f/=0.019m,則可求得換熱器殼程的
當(dāng)量直徑
八空—4二(-一〃小)_0.42—174x0.0192
=0.0262m
l口一乃(。+〃d)-0.4+174x0.019
則殼程熱水流速u=一仁=-45汨0=2.32m/s
£,20.785x0.02622
4〃
壬*蚓d@up0.0262x2.32x972
雷諾數(shù)Re二二^二-------------------=1.66x10in5>4040nn0n
〃3.55x10-4
所以殼層環(huán)隙內(nèi)水的流型為湍流。
(2)根據(jù)題意,摩擦系數(shù)
]
---------------------------=0.0359
7[1,74-21g(2x0.0085)]~K
1.74-21g(多
a
故水通過換熱器殼程的壓降為
A0QO-
A/。=pk=972x0.0359x---------x-^―=21.5kPa
420.02622
26.解:(1)設(shè)某時(shí)刻,水槽的液面降至人管內(nèi)流速為錯(cuò)誤!未找到引用源。,則有
7Tdh7T
~~rD2———d^u
4at4
對(duì)1—1,至2—7截面間列機(jī)械能守恒式,可得
2
U1
+plP+P2
--萬(wàn)
2?
輸水最初若以22,截面為基準(zhǔn)面錯(cuò)誤!未找到引用源。。
故有
ul.
gh=5~+£k(iT2)=9.81/t=36ir
所以
19.81工
u=—h=0.522^
A3b
因此初始水流量為
23
qv0=-du0=0.785x0.044x0.522V?X3600=8.57m/h
(2)將錯(cuò)誤!未找到引用源。帶入質(zhì)量守恒式,得
ndhnL
—7x4X—=7x0.044,Kx0.522v/h
4at4
整理得
dh
dt=-15832—7=
yfh
代入積分上下限得
r3X3600產(chǎn)dh
dt=-15832干
JoJ9、伍
即
3x3600=-15832x2I瓜一回
解得,輸水3/7后水槽下降后的高度為錯(cuò)誤!未找到引用源。
27.解:(1)并聯(lián)管路中不可壓縮流體的定態(tài)流動(dòng)中,各支路流量滿足以下公式
(2)三支管的阻力損失比為
■2122420212
,,11,2U21%,4%\,2U\“3\
h—:〃z:h=A.-----:4------:4---=(-x—):(-x---2):(―x---1
6"J3r42-d22匕2122232
2
簡(jiǎn)化得=4"J:“J:2W
錯(cuò)誤!未找到引用源。-3
2
由〃一一^—,己知:42:=1:8:18A/5,(1^:t/2:—1:4:9
71.o
—d~
4
解得〃]:u2:%=1:2:2\/3
于是hfX:hf2:hf3=1:1:1,即并聯(lián)時(shí)各支管的阻力損失相等。
28.解:由題意,錯(cuò)誤!未找到引用源。系一組并聯(lián)管路,后與錯(cuò)誤!未找到引用源。串聯(lián)。
根據(jù)并聯(lián)管路的流量分配方程,有
錯(cuò)誤!未找到引用源。
450,
u=u3=2喘,%=2X(/%=L39%
并聯(lián)管路錯(cuò)誤!未找到引用源。
串聯(lián)管路錯(cuò)誤!未找到引用源。
因此總阻力
£M1T2)=hfl+hf3=+23
油品輸送先假設(shè)管內(nèi)為層流,則錯(cuò)誤!未找到引用源,直接應(yīng)用Hagen-Poiseuille方程可
得
32aLi%32x0.08x80x139
%=~850x0.052'=69.4〃
32aL3%32x0.08x100xu
電=RT=850x0g=83.7〃
對(duì)A—A,至B—B,截面間列伯努利方程,可得
,PA^4”JBJ久一
9ZA+~+-2-=9ZB+-+-2-+S^(A-B)
取B—B,截面為位能基準(zhǔn)面錯(cuò)誤!未找到引用源。
,、9.81x5,
X及(A-B)=(69.4+83.7)u=gH=>u=:44內(nèi)7=0320m/s
故所求重油流最為
243
qv=-dfu=0.785x0.06x0.320=9.04x10_m/s=3.26m/h
校驗(yàn)
d311P0.06x0.32x850
Re==204<2000(g流)
H—0.08
與原假設(shè)一致,故計(jì)算結(jié)果有效。
29.解:(1)在0-0'截面至1一1'截面列伯努利方程,可得:
22
EZ+包+”=依+△+工+、力
8勾/>28勺22十乙
以2—2'截面為基準(zhǔn)面,則z0=20m,Z)=10m,%=Pi,w0=0,
._0.5/3600
=0.197m/s
.0.785x0.032
4c
上式可化簡(jiǎn)為(z0—zjg=冬■+Z%(0f
n1972
于是Ehg=(20-10)x9.81--《一=98.08J/kg
而=義』上《+%匕乜江
乙八°”d2d2
八,gu70+11u"._16+120.1972
=().025x----------x—+0.025----------x-----------
().0320.032
=33.75/+0.453
所以33.75/J+0.453=9808,解得w=1.70m/s
q、.啖d"3600=0.785x0.032xl.70x3600=4.32m3/h,
3
q、2=qv-④=4.32-0.5=3.82m/h
(2)若將閥門燈全開,假設(shè)支管1中無水流出,即假設(shè)支管1流量為零.在。一O'截
面至2—2'截面列伯努利方程,可得:
22
oZ+?+為_=^z+衛(wèi)+小一+5力
“0十P2十p2乙〃〃0~2)
以2—2'截面為基準(zhǔn)面,則z0=20m,z2=0,p()=p2,z/o=O,
2
原式可化簡(jiǎn)為20g=券+?八。-2)
1
而y/2/(0…強(qiáng)乜江+丸上乜c
乙/(0-2)d2d2
70+11八…5+10u?
=0.025xx+0.025x-----x-
0.0320.032
=40〃2?
2
所以20g=^-+4062,解得出=2.20m/s
則此時(shí)管路MN的速度為2.20m/s
校核:在0-0'截面至N—V截面之間列伯努利方程
2
ZN+£+^+Z"S)
其中z0=20m,zy=0.%=0(表樂),u0=0.uN=2.20m/s
上式化簡(jiǎn)為互=(z。一z,v)-圣—Z”f=19753)
P8
而)2工=0.025x
Z"/GN='MN+Lx22。"=]6.65m
0.032x9.81
于是-^=19.75-16.65=3.1m<10m
Pg
故支管1中無水流過,與假設(shè)相符合,因此原計(jì)算有效。
30.解:查表得20錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)空氣的粘度為錯(cuò)誤!未找到引用源。
20錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)空氣的密度
29273122,,
P=22AX273+20義10L325=1?452kg/m
假設(shè)
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