化工原理流體流動(dòng)復(fù)習(xí)題

1、流體流動(dòng)復(fù)習(xí)題一、填空題：1. （3分）雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為 o當(dāng)密度p= 1000kg/m3,粘度 心=1厘泊的水，在內(nèi)彳空為d=100mm, 以流速為1m/s在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于 ，其流動(dòng)類型為 . （ Re=du p/心；105；湍流） 2.（2分）某流體在圓管中呈層流流動(dòng)，今用皮托管測(cè)得管中心的最大流速為2m/s,此時(shí)管內(nèi)的平均流速為 .（1m/s ）3. （2分）牛頓粘性定律用粘滯力的表達(dá)式為 .用剪應(yīng)力的表達(dá)式為 . （F'=心 Adu/dy; p =心 du/dy4. （2分）當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?750mmHg時(shí),測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為 m

2、mHg,真空度為 mmHg. （ 850;-100）5. （2分） 圓管中有常溫下的水流動(dòng)，管內(nèi)徑d=100mm,測(cè)得其中的質(zhì)量流量為11.8kg/s/,其體積流量為 .平均流速為 .（ 0.0118m 3/s, 1.5m/s）6. （4分） 當(dāng)20c的水（P =998.2kg/rm,心=1.0051泊）在內(nèi)彳全為100mm的光滑管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為1.0m/s時(shí)淇雷 諾準(zhǔn)數(shù)Re為，直管摩擦阻力系數(shù)1為.（9.93 X04; 0.0178）7. （2分）某長(zhǎng)方形截面的通風(fēng)管道，其截面尺寸為 30 X20mm,其當(dāng)量直徑de為_.（ 24mm）8. （3分）測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種：_

3、.,_ ,，測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，則用.（轉(zhuǎn)子流量計(jì)；孔板流量計(jì)；丘里流量計(jì)；濕式氣體流量計(jì)；皮托管）9. （2分）測(cè)量流體壓強(qiáng)的儀器主要有如下兩種：,.（ U管壓差計(jì)；彈簧壓力計(jì)）10. （4分）計(jì)算管道流體局部阻力的方法有：,其相應(yīng)的阻力計(jì)算公式為,（當(dāng)量長(zhǎng)度法；阻力系數(shù)法；hf = X （le/d）（i2/2g）; hf=（u2/2g）11. （3分）在流體阻力計(jì)算中，當(dāng)量長(zhǎng)度的定義是 .（能產(chǎn)生與某局部阻力相當(dāng)?shù)闹惫荛L(zhǎng)度，稱為該局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度。）12. （2分）管出口的局部阻力系數(shù)等于 ，管入口的局部阻力系數(shù)等于 .（ 1.0； 0.5）13. （3分）理想流體是指;而實(shí)際流體是指

4、 o（沒有粘性、沒有摩擦阻力、液體不可壓縮；具有粘性、有摩擦力、液體可壓縮、受熱膨脹、消耗能量。）14. （3分）流體體積流量用 來(lái)計(jì)算；質(zhì)量流量用 來(lái)計(jì)算；而流體流速用 來(lái)計(jì)算。（Vs = u.A ms= u.A. p u= Vs /A）15. （3分）流體在園直管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)Re> 4000寸的流型稱為,其平均速度與最大流速的關(guān)系為,而 Re< 2000的流型稱為,其平均速度為 o（湍流，um=0.8umax,滯流，um=0.5 u max o ）16. （3分）流體體積流量一定時(shí)，有效截面擴(kuò)大，則流速，動(dòng)壓頭，靜壓頭 o（填增加，減少，不變）（減少，減少，增加。）17. （2分

5、）當(dāng)量直徑的定義是 de=，在套管環(huán)間流動(dòng)的流體，外管的內(nèi)徑是d1,內(nèi)管的外徑是d2,則當(dāng)量直徑de=o（de=4項(xiàng)通截面積/浸潤(rùn)周邊；de=d1 d2 ）18. 流體的粘度指 。粘度值隨溫度變化而變化，對(duì)于液體，溫度升高，粘度;對(duì)于氣體，溫度升高，粘度 O （流體流動(dòng)時(shí)，相鄰流體層間，在單位接觸面上，速度梯度為1時(shí)，所產(chǎn)生的 內(nèi)摩擦力；減少；增大）19. （2分）米糠油在管中作流動(dòng)，若流量不變，管徑不變，管長(zhǎng)增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)的 倍。（2倍）20. （ 3分）柏努利方程如衡算基準(zhǔn)以J/kg表示,柏努利方程可表示為,若用J/m3表示則可表示為。（ gZ 1+P1/ p +力2= g

6、Z2+P2/ p +2/2+ EWf；22p gZ+P+ u /2 x p = u+p2+ u2 /2 x p +5g）21. .（2分）孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最主要區(qū)別在于：前者是恒 ，變;后者是恒 ，變 。（截面；壓差；壓差；截面 ）22. （2分）在測(cè)速管中，測(cè)壓孔正對(duì)水流方向的測(cè)壓管液位代表 ，流體流過(guò)測(cè)速管側(cè)壁小孔的測(cè)壓管液位代 表 o （沖壓頭；靜壓頭）23. （3分）某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是 型曲線，其管中心最大流速為平均流速的倍，摩擦系數(shù) 人與Re的關(guān)系為 o （拋物線；;2倍；仁64/Re）24. （3分）水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反

7、應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小后，水流量將 ,摩擦系數(shù) ，管道總阻力損失 o （減小；增大；不變）25. （2分）流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有 o （粘性）26. （2分）液體在等直徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，其流速沿管長(zhǎng) ，由于有摩擦阻力損失，靜壓強(qiáng)沿管長(zhǎng) o（不變；降低）27. （4分）流體在圓形直管中作層流流動(dòng)，如果流量等不變，只是將管徑增大一倍，則阻力損失為原來(lái)的 o（1/16）28. （4分）液體在園管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)滯流流動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力損失與管內(nèi)徑的 次方成反比。（2）29. （2分）水塔內(nèi)的水能通過(guò)管路引至各車間使用，這是因?yàn)樗?nèi)的水具有 o（高位壓頭）30. （4分）流體在

8、園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于流體具有粘性，使得 處速度為零，管的 處速度最大。（管壁；中心）31. （4分）測(cè)量流體的流量一般可采用 等流量計(jì)。測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)速度，則用 O （孔板；文丘里；轉(zhuǎn)子；皮托管。）32. （3分）在輸送液體的管路中，要使P1-P2 = APf的條件 o（管徑相等，處于同一水平面，無(wú)外加能量。）33. （2分）圓管中有常溫下的水流動(dòng)，管內(nèi)徑d=100mm,測(cè)得中的體積流量為 0.022m m 3/s ，質(zhì)量流量為 平均流速為 。（ 22kg/s; 2.8m/s）二、選擇題1. （2分）一個(gè)被測(cè)量體系外柱按上一個(gè)U型壓差計(jì)，出現(xiàn)如圖情況，說(shuō)明體系與大氣壓是（）關(guān)系（答案A）A.體系

9、大氣壓B.體系（大氣壓C.體系=大氣壓2. （3分）從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是（）（答案 A）A.與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)B.與指示液密度、7面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)C.與指示液密度、7面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)3. （2分）層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（）。（*答案* D）A.湍流流速 層流流速；B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C.層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù)；D.層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4. （2分）在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（）倍。 *答案*（*答案* C）A. 2 B

10、. 8 C. 45. （2分）柏努利方程的物理意義可以從題圖中得到說(shuō)明，若忽略A,B II.二二". 間的阻力損失，試判斷B玻璃管水面所處的刻度。（）匚“（*答案*A ）產(chǎn)U2. u ,A. a位置 B. c位置 C. b位置-一、6. （2分）流體在管路中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，具有（）特點(diǎn).（D）A.呈平緩的滯流B.呈勻速運(yùn)動(dòng)C.在任何截面處流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)都相等；D.任一截面處的流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)不隨時(shí)間而變化7. （2分）園管的摩擦系數(shù)入=64/RS式的適用范圍是（）。（*答案* A）A.滯流 B.過(guò)渡流C.湍流8. （4分）流體在園管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)，阻力與流速的（*

11、C ; A）成比例，作完全湍流時(shí)，則呈（）成比例。（*答案A.平方B.五次方9. （ 2分）穩(wěn)定流動(dòng)是指流體在流動(dòng)系統(tǒng)中（*答案* A ）C. 一次方，任一截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等與流動(dòng)有關(guān)的物理量A.僅隨位置變，不隨時(shí)間變C.既不隨時(shí)間變，也不隨位置變10. （4分）如圖所示，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，E、B.僅隨時(shí)間變、不隨位置變F、G的壓強(qiáng)關(guān)系為:Pe（）Pg（Pf（* 答案 *A.等于 三、判斷題：）Pf.當(dāng)閥門打開后:A； A； C； C）B.小于Pe（）Pg（C.大于1. （2 分）2. （2 分）3. （2 分）4. （2 分）5. （2 分）流體在園管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，其流速與管徑的一

12、次方成反比。（）（*答案*多當(dāng)輸送流體的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，雷諾準(zhǔn)數(shù)減少。（）（*答案*乃牛頓粘性定律是：流體的粘度越大，其流動(dòng)性就越差。（）（*答案*乃流體在管內(nèi)以湍流流動(dòng)時(shí)，在近管壁處存在層流內(nèi)層，其厚度隨Re的增大而變薄。當(dāng)量直徑即可用來(lái)計(jì)算非園形管的雷諾數(shù)（）（*答案*）;也可用來(lái)計(jì)算流體在非園形管內(nèi)的流速。（*答案* V; X）6. （2分）流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管的中心處速度最大，而管壁處速度為零。（）（*答案* V）7. （2分）流體在園形管道中流動(dòng)時(shí)，管壁處的流速為中心處流速的0.5倍。（）（*答案*乃8. （2分）液體在園形管中作滯流流動(dòng)時(shí)9. （ 2分）轉(zhuǎn)子流量計(jì)可用

13、來(lái)測(cè)量高壓蒸汽（，其它條件不變，而流速增加一倍，則阻力損失增加一倍）和腐蝕性流體（10. （2分）在靜止的處于同一水平面上的各點(diǎn)的液體的靜壓強(qiáng)都相等。（達(dá)完全湍流時(shí)，人與雷諾數(shù)的大小無(wú)關(guān)。（ 四、問(wèn)答題）（*答案* x ；）（*答案*）的流量。（X ； V）實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)1. （8分）什么是流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)？流體流動(dòng)的連續(xù)性方程的意義如何？*答案*流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)是指流體在流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)連續(xù)的充滿其所在空間,流體在任一截面上的流動(dòng)的流速、壓強(qiáng)和密度等物理量不隨時(shí)間而變化。流體流動(dòng)的連續(xù)性方程是流體流動(dòng)過(guò)程的基本規(guī)律, 流體的流速、管徑的計(jì)算選擇，及其控制。它是根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立

14、起的，連續(xù)性方程可以解決2. （8分） Zi+ Pi/ pg = Z2+ p2/ pg （ 1） , p = p a+ pg h （2）;這兩個(gè)靜力學(xué)方程式說(shuō)明些什么？ *答案（1）說(shuō)明靜止的連續(xù)的同一流體 ，同一水平面上的各點(diǎn)，深度相同，它的壓強(qiáng)亦相等；（2）說(shuō)明液體內(nèi)部任一點(diǎn)的壓強(qiáng)是液面深度的函數(shù)，距離液面越深，則壓強(qiáng)越大，當(dāng)液面壓強(qiáng)變化，必將引 起液體內(nèi)部各點(diǎn)發(fā)生同樣大小的變化。3. （6分）如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接 在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動(dòng)？為什么？*答案*pa/ p +Zg=p p +Zh皮托管編號(hào)1234管內(nèi)直徑mm12.7211212皮托管測(cè)

15、壓孔高度mm72727221當(dāng)（Pa / p +Zg）p p時(shí),由 1 流向 2,當(dāng)（Pa / p +Zg） 2P p時(shí),由 2 流向 1。4. （10分）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置得實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示:關(guān)閉閥A,玻管水柱高度mm472472472472全開閥A皮托管測(cè)壓孔 柱高度mm（平行水流方向）435.5407.5405.1376.5全開閥A皮托管測(cè)壓孔 柱高度 mm（正對(duì)水流方向）389.5401.8347.6322根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：（1）、第4點(diǎn)的位壓頭，靜壓頭和動(dòng)壓頭各為多少mmH2O?（2）、水由第2點(diǎn)處流到3點(diǎn)處的阻力損失壓頭為多少mmH2O?（3）、第1點(diǎn)的速度為多少

16、 m/s?*答案*(1) Z4=21(mmH 2O ) ,P4/( p g)=HZ4=322-21=301(mm H 2O);h 動(dòng) 4=u42/(2g)=376.5-322=54.5(H 2O) hf(2-3) =407.5-405.1=2.4(mm H 2O)(3)ui2/(2g)=435.5-389.5=46(mmH 2O);ui=0.95m/s五、計(jì)算題1.（12分）水塔供水系統(tǒng)，管路總長(zhǎng)Lm（包括局部阻力在內(nèi)當(dāng)量長(zhǎng)度），1-1'至ij 2-2'的高度H （m）,規(guī)定供水量 V m3/h。當(dāng)忽略管出口局部阻力損失時(shí)，試導(dǎo)出管道最小直徑dmin的計(jì)算式。若L=150m ,

17、 H=10m, V=10 m 3/h ,人=0.023求 dmin水平基*答案*在1-1'與2-2'間列柏努利方程，以通過(guò)水平管的中心線為準(zhǔn)面gZ A + uA2/2+pA/ p = gB+uB2/2 + pB/ p +EW(Z1-Z2)+(P1-P2)/ P g=Wf =入(L/d/2g； 由(p1-p2)=0(Z1-Z2)=H1- H=X (L/d)u 22/2g而 u2=V h /3600(2/4)代入上式H=X (8V L/3600 n的=> d2=入(8LM /3600 冗 gH) d=人(8LV/3600 冗 gH)f代入數(shù)據(jù)：d=0.023 X(8 X 15

18、0X 10/3600 X n X 9.81 X 10) =0.0466m=46.6mm2. （12分）某廠如圖所示的輸液系統(tǒng)將某種料液由敞口高位槽A輸送至一敞口攪拌反應(yīng)槽B中輸液管為4 38 2.5mm的銅管，已知料液在管中的流速為u m/s,系統(tǒng)的EWf=20.6u2/2 J/kg,因擴(kuò)大生產(chǎn)，須再建一套同樣的系統(tǒng)，所用輸液管直徑不變，而要求的輸液量須增加30%,問(wèn)新系統(tǒng)所設(shè)的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增高多少*答案*低液面2-2為基準(zhǔn)，在1-1與2-2間列柏努力方程：gZA+uA2/2+pA/ p = gB+uB2/2+pB/ p +EW丁 山y(tǒng) 0«21 p1=p2于是 gZ1=

19、gZ2+EW fg(Z1-Z2)= EWf =20.6 u2/2u=2g(Z 1-Z2)/20.6 0.5 =(2 爾81 6/20.6)0.5=2.39m/sZ1' =Z-20.6u 2/2g =5+20.6(1.3 2.39)2/(2 9.81) =15.14m增高為：Z1-Z1=15.14-11=4.14m3. （15分）如圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為 4 38 X 2.5mm長(zhǎng)為30m的水平直管段 AB,并裝有孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，流量系數(shù) Co=0.63。流體流經(jīng)孔板永久壓強(qiáng)降為3.5M04N/m2, AB段的摩擦系數(shù)可取為0.024。試計(jì)算：液體流

20、經(jīng) AB管段的壓強(qiáng)差; 耗的功率為泵的有效功率的百分率。*答案*在A-B之間列柏方程（管中心線為基準(zhǔn)面）：gZA+uA2/2+pA/ p = gB+uB2/2+pB/ p +EWpA-p2= p EWf= p L 2/2d+ A p 孔若泵的軸功率為 500W ,效率為60% ,則AB管段所消I州崎刖U0=Co 2gR( 2- P )/ P =0.632 9<81 0.6(13600-867)/867 =8.284m/su=(16.4/33) 2X8.284=2.046 m/sPa -pB=0.024 (30/0.033) (2.046 2/2) 867+3.5 104 =74590 N

21、/m 2 Ne=We .Ws=(74590/867)(式 /4)d 2u p =86(0.785 X 0.03046 867)=130w有效功率百分?jǐn)?shù)=130/(500 X0.6) 100%=43.3%3啟時(shí)，測(cè) 力系數(shù)取100mm個(gè)指示液4. (18分)如本題附圖所示，槽內(nèi)水位維持不變。槽底部與內(nèi)徑為 鋼管相連，管路上裝有一個(gè)閘閥，閥前離管路入口端15m處安有一為汞的U管壓差計(jì)，測(cè)壓點(diǎn)與管路出口端之間距離為20m o1 .當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)測(cè)得 R= 600mm, h = 1500mm；當(dāng)閘閥部分開 得R= 400mm, h= 1400mm ,管路摩擦系數(shù)取 0.02,入口處局部阻 0.5,問(wèn)每小

22、時(shí)從管中流出水量為多少m3。B處的靜2 .當(dāng)閥全開時(shí)(取閘閥全開 le/d=15, 仁0.0 18),測(cè)壓點(diǎn) 壓強(qiáng)為若干N/m2(表壓)。*答案*(1)當(dāng)閘閥全關(guān)時(shí)，根據(jù)靜力學(xué)關(guān)系：(Z + h) pg =R. p汞 g得水槽液位高度：Z=Rp 汞/ h=0.6 13.6-1.5=6.66m列A A與B B截面柏努利方程式：Z=u 2/2 g+ Pb/ pg + Eh fPb/ 但=(Rp 汞hp) / p =(0.4 X 13640 1000)/1000=4.04mZ- Pb/ pg = u 2/2 g + (入(1 /d) +。u 2/2 g = ( 1 + 入(1 /d) +。u 2/2

23、 g6.66- 4.04= ( 1 + 0.02 15/0.1+0.5) u 2/2 g = 4.5 u 2/2 gu= (2.62 2X9.81/4.5) 0.5 = 3.38 m/sV= 0.785 0.12X3.38 3600 = 95.5 m3/h(2)當(dāng)閘閥全開時(shí)，列 A A與CC截面柏努利方程：Z= u '2/2 g + 匯hf'= ( 1 + 入(l + le) /d+ 9 u '2/2 g6.66= (1+0.018(35/0.1 + 15)+0.5)u '2/2 g ; 解得 u'= 4.02m/s ,由A A與B B截面間柏努利方程式

24、得：Z= u '2/2 g + Pb' /gp+ Eh f'= Pb' /g升(1 + 入(1 /d) +。u '2/2 gPb' /g尸 Z- ( 1+ X ( 1 /d) +0 u '2/2g= 6.66 ( 1+0.018 M5/0.1+0.5) X4.02 /(2 泡81) = 3.2 m, ：Pb'= 31392N/m2量，孔板 液為汞： 差計(jì)的最U形壓差 多大？5. （15分）有一內(nèi)徑為 d=50mm的管子，用孔板流量計(jì)測(cè)量水的流的孔流系數(shù) Co= 0.62,孔板內(nèi)孔直徑 d0=25 mm, U形壓差計(jì)的指示(1) U

25、形壓差計(jì)讀數(shù) R= 200mm,問(wèn)水的流量為多少？ （ 2） U形壓 大讀數(shù)Rmax= 800mm,問(wèn)能測(cè)量的最大水流量為多少 ？（3）若用上述 計(jì)，當(dāng)需測(cè)量的最大水流量為 Vmax=30m3/h時(shí)，則孔板的孔徑應(yīng)該用（假設(shè)孔板的孔流系數(shù)不變）(2) U 0=C0 (2g R ( PS- p) / b 0.5 =0.62 (2X9.81 0.2 12.6) 0.5=4.36m/sV= 0.785 0.0252 >4.36 3600 = 7.7m3/h(3) u max = 0.62 (2Rmaxg ( p - p) /0.5=0.62 (2X0.8 >9.81 >12.6)

26、0.5=8.72m/s.Vmax = 0.785 0.0252X8.72 3600= 15.4m3/h(4) U max =8.72 m/s; V max=30m3/h30 = 0.785 d02X8.72 3600 解得： d。= 0.0349m = 34.9mm即應(yīng)該用d0= 35mm孔徑的孔板。2 m長(zhǎng)主管管，支管上6. （12分）用內(nèi)徑為300mm的鋼管輸送20c的水，為了測(cè)量管內(nèi)水流量，在上并聯(lián)了一根總長(zhǎng)為10m （包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）內(nèi)徑為53mm的水煤氣流量計(jì)讀數(shù)為2.72m3/h,求總管內(nèi)水流量為多大？取主管的摩擦系數(shù)為0.018,支管的摩擦系數(shù)為0.03*答案*設(shè)主管中水

27、流量為Vi,支管中水流量為V2則 V=Vi + V2 V2 = 0785d22U2 X3600 = 2.72m 3/hU2= 2.72/ (3600 >0.785 0.0532) = 0.343m/sIWf2= A2 (l2/d2)U22/2= 0.03 10/0.053 03432/2= 0.333 J /kg ZWf2 = ZZWfi =歸(li/di) ui2/2 0.018 2/0.3 困2/2 = 0.333 J/kg 解得 ui = 2.36 m/s Vs= Tt /4 素巾 i >3600 = 0.785 0.32X2.36 3600=600m3/h二.總流量 V =

28、 600 + 2.72 = 602.72m 3/h30m的水流量，流7. (16分)在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為4 38 X 2.5mm長(zhǎng)為數(shù)人取為 效率為 件下液體平直管段AB,在其中間裝有孔徑為 16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量 量系數(shù)Co為0.63,流體流經(jīng)孔板的永久壓降為6X104Pa, AB段摩擦系0.022,試計(jì)算：液體流經(jīng) AB段的壓強(qiáng)差；若泵的軸功率為800w,62%,求AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百分率。已知 ：操作條 的密度為870 kg/m3,U形管中的指示液為汞，其密度為13600kg/m3。*答案*uo =Co2gR( h'p)/ P =0.6

29、32 X 0.6 X 988豳6870 =8.27m/s u=(d o /d)2uo =(16.4/33) 2>8.27=2.043m/s Ws=2.043 X ( Tt /4) X 20.0330 =1.52kg/s 流體流經(jīng)AB段的壓強(qiáng)差： 在A與B兩截面間列柏努利方程(管中心線為基準(zhǔn)面)Za g+(pA / p )+(u2/2)=Z B g+(pB/ P )+B2/2)+ 7 f Za =Z bua =ub2Wf=X (l/d)(i2/2)+(6 W / p ) =0.022 X (30/0.033)2y212(643104/870) =111J/kgPa -pB = p EWf

30、=870 X11=96570Pa Ne=800X 0.62=496wAB 段所消耗的功率 N : N=WsS W f = 1.52 X11=168.7w N/Ne=118.7/496=0.34=34%8. (18分)某液體密度800kg/m 3,粘度73cp,在連接兩容器間的光滑管中流動(dòng)，管徑 300mm,總長(zhǎng)為50m(包括 局部當(dāng)量長(zhǎng)度)，兩容器液面差為 3.2m(如圖示)。求：管內(nèi)流量為多少？若在連接管口裝一閥門，調(diào)節(jié)此閥的開度使流量減為原來(lái)的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該管折算的當(dāng)量長(zhǎng)度又是多少 ？層流：入=64/ReW流入=0.3164/Re.25*答案*在1-1面和2-2面之間，

31、列柏式以 2-2面為基準(zhǔn)面： 2 一 ui2y 0 gz =EW f= X (l/d)(u/2)設(shè)流體流動(dòng)符合柏拉修斯公式：入=0.3164/R825; Re=dup /心.gz =0.3164/Re0.25 (l/d)( u 2/2) =0.3164/(0p2!/ (l/d 1.25)(u1.75/2)u1.75=2gz/0.3164/(0)25虱yd1.25)=9.01542;u=3.513m/s驗(yàn)證：Re=0.3X3.513 X800/0.073=11550>4000 ,假設(shè)正確 V=(n/4成=(71 /4)(0.32 X3.513 3600=893.95(m 3/h)流量減半，

32、即是流速減半 u=3.513/2=1.7565m/sRe=5775，符合柏拉斯式條件，列1-1面至2-2之間的柏式：gz=(0.3164/Re 0.25)(l/d)+/期( =2gz&0.3164/Re 0.25)(l/d)=2X9.81 3.2/1.7565-(0.3164/5775 0.25) ¥50/0.3) =14.3又(2/2)=入(le /d)(U2)=(0.3164/Re0.25)(le /d)(u 2/2);( =(0.3164/R&25)(le /d)le =(d( /0.3164笊8 =(0.3 僅.3/0.3164) 57750.25=1 18.

33、2(m)9. (20分)粘度為30cp,密度為900kg/m3的液體，自A經(jīng)內(nèi)徑為40mm的 管路進(jìn)入B,兩容器均為敞口，液面視為不變。管路中有一閥門。當(dāng)閥全關(guān)時(shí)，閥前后壓力表讀數(shù)分別為0.9atm和0.45atm。現(xiàn)將閥門打至 1/4開度，閥門阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度為30m,閥前管長(zhǎng)50m,閥后管長(zhǎng)20m (均包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。試求：(1)管路的流量 m3/h? (2)閥前后壓力表讀數(shù)有何變化？*答案*(1)閥關(guān)時(shí)Pi = Zi pg , Zi = Pi/ 超=0.9 泡81 104/(900 9.81)=10mZ2=P2/ pg = 0.45 9.81 104/ (900 X9.81) =

34、 5m閥開時(shí)，兩槽面間列柏式：Pa/ / Za g + u a2/2 = Pb/ pl- Zb g + u b2/2+ ZWf(1) (ZaZb) g = ZWf( 10 5) X9.81 =49.05= ZWfWf=X ( 1 /d) u2/2=入( 50+ 20+ 30) /0.04) u2/2 = 1250 Q2 代入(1)49.05 = 1250 Xu2設(shè) X= 0.02,則u= ( 49.05/ (1250X0.02) ) 0.5= 1.4m/sRe= 0.04 1.4 900/ (30M0-3) = 1680 層流X= 64/1680 = 0.038 > 人設(shè)分析：入J u工

35、,仍為層流49.05 = 1250 >64/ (0.04 900 u /(30 1 0-3) u2 u = 0.736 m/sVs =0.785 0.042X0.736 3600 = 3 .33m3/h(2)閥開后，P1P2 T10. (20分)用離心泵將密閉儲(chǔ)槽中20c的水通過(guò)內(nèi)徑為 100mm的管道送往敞口高位槽。兩儲(chǔ)槽液面高度差為10m,密閉槽液面上有一真空表P1讀數(shù)為600mmHg(真，泵進(jìn)口處真空表一孔板流量計(jì)，其孔口直徑d0=70mm,流量系數(shù)a = 0.7, U形水銀壓差計(jì)讀 R=170mm。 已知管路總能量損失為44J/kg ,試求：出口管路中水的泵出口處壓力表 P3(與

36、圖對(duì)應(yīng))的指示值為多少？(已知P2與P3相距0.1m)P2讀數(shù)為294mmHg(真)。出口管路上裝有數(shù)流速。*答案(I)-.-*u0 = a 8 P/ p0)5 P=Rg(防 p )=0.17 x 9.81 X (-3000)=2.1 僅4V=0.7( tt /4) X (C2.07)1 104X2/1000) 0.5 =0.7 X785 (0.07) 2 (4.2 10) m3/su=V/(0.785d 2)=0.0174/(0.785 0.1>2)=2.22m/s選低位水池的水平為基準(zhǔn)面，取1-1、2-2兩截面建立柏努利方程:Z1+(p1/ p g)+(12/2g)+He= Z 2+

37、(p2/ p g)+(d/2g)+ hf'u1= u2= 0 ,Z1= 0 ,p2/ p gO1 He= Z2+2hf -( p1/ p g) =10+(44/9.81)+0.6 X 13.6=22O7(mH再選泵入口管所在面為基面，取 3-3、4-4兩截面建立柏努利方程： 2、Z4+(p4/ p g) + (u/2g)Z3+3/ p g)+(d/2g)+He=0.0174(p4/ p g) = -ho -( u 42- u32)/2g+ (p 3/ p g) ;( 42- u32)/2g 0p4= p g(Hho +(p3/ p g) =1000 X 9.8-02170.294 13.6) =1.83 1求Pa=1.8 大氣壓(表)-2-2p411. （18分） 如圖所示，槽內(nèi)水位維持不變，在水槽底部用內(nèi)徑為一個(gè)閘閥，閥的上游距管路入口端10m處安有以汞為指示液的戶C點(diǎn)之間的直管長(zhǎng)為 25m o問(wèn)：（1）當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，若測(cè)得100mm的水管引水至用戶 C點(diǎn)。管路上裝有 U管壓差計(jì)（=13600kg/m 3）,壓差計(jì)測(cè)壓點(diǎn)與用R=350mm , h=1.5m,則槽內(nèi)液面與水管中心的垂直距離Z為多少m? （2）當(dāng)閘閥全開時(shí)（閥