流體流動(dòng)-習(xí)題課[教育知識(shí)]

1、流體流動(dòng)流體流動(dòng) 習(xí)習(xí) 題題 課課 1教書育人 作業(yè)中存在的問題作業(yè)中存在的問題 1. 1. 計(jì)算時(shí)未選取進(jìn)、出口截面與基準(zhǔn)水平面，也未畫出圖形；計(jì)算時(shí)未選取進(jìn)、出口截面與基準(zhǔn)水平面，也未畫出圖形； 2. 2. 圖形畫得太隨意，應(yīng)規(guī)范化；圖形畫得太隨意，應(yīng)規(guī)范化； 3. 3. 計(jì)算式中不用寫量綱，只要保證計(jì)算式中的量綱均為計(jì)算式中不用寫量綱，只要保證計(jì)算式中的量綱均為SISI制即可；制即可； 4. 4. 柏努利方程書寫錯(cuò)誤；柏努利方程書寫錯(cuò)誤； 5. 5. 壓力為表壓時(shí)，一定要在壓力值后面括號(hào)內(nèi)寫上壓力為表壓時(shí)，一定要在壓力值后面括號(hào)內(nèi)寫上“表壓表壓”二字；二字； 6. 6. g=9.807，

2、最好都與教材上一致；，最好都與教材上一致； 7. 7. 在查取當(dāng)量長度在查取當(dāng)量長度le和摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)值時(shí)存在誤差；值時(shí)存在誤差； 8. 8. 有同學(xué)物理量后邊未寫量綱；有同學(xué)物理量后邊未寫量綱； 9. 9. 有個(gè)別同學(xué)抄他人作業(yè)的現(xiàn)象。有個(gè)別同學(xué)抄他人作業(yè)的現(xiàn)象。 2教書育人 例：圖中開口的容器內(nèi)盛有油和水，油層高度 h1=0.7m，密度 3 1 /800mkg ，水層高度h2=0.6m， 3 2 /1000mkg 1）判斷下列兩關(guān)系是否成立 PAPA，PB PB 。 2）計(jì)算玻璃管內(nèi)水的高度h。 密度為 3教書育人 解：（1）判斷題給兩關(guān)系是否成立 A，A在靜止的連通著的同一種液體的

3、同一水 平面上 AA PP 因B，B雖在同一水平面上，但不是連通著的同一 種液體，即截面B-B不是等壓面，故不成立。 BB PP （2）計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度h AA PP PA和PA又分別可用流體靜力學(xué)方程表示 設(shè)大氣壓為Pa 4教書育人 21 ghghPP aA水油 aA PghP 水 AA PP ghPghghP aa水水 油 21 h10006 . 010007 . 0800 mh16. 1 5教書育人 例例 如附圖所示，常溫水在管道中流過。為測定如附圖所示，常溫水在管道中流過。為測定a、b兩點(diǎn)的壓力兩點(diǎn)的壓力 差，安裝一差，安裝一U型壓差計(jì)，試計(jì)算型壓差計(jì)，試計(jì)算a、b兩點(diǎn)的壓力差為

4、若干？已知兩點(diǎn)的壓力差為若干？已知 水與汞的密度分別為水與汞的密度分別為1000kg/m3及及13600kg/m3。 6教書育人 1 2 3b 3a 60mm 100mm 50mm 50mm 體積流量體積流量:2.5510 3m3/s 求水在各段管內(nèi)的速度求水在各段管內(nèi)的速度 m/s902. 0 06. 0785. 0 1055. 2 4 2 3 2 1 1 d V u S m/s325. 0) 100 60 (902. 0)( 22 2 1 12 d d uu 3322 2AuAu m/s650. 0) 50 100 ( 2 325. 0 )( 2 22 3 22 3 d du u 7教書育

5、人 0kPa A B C 2160kPa 11 22 oo 從容器從容器A A用泵用泵B B將密度為將密度為890kg/m3油品輸送到塔油品輸送到塔C頂部。容器內(nèi)與塔頂部。容器內(nèi)與塔 頂?shù)谋韷毫θ绫绢}附圖所示，管子的規(guī)格為頂?shù)谋韷毫θ绫绢}附圖所示，管子的規(guī)格為114mm4 mm。油品的。油品的 輸送流量為輸送流量為5.4104kg/h，輸送管路的全部阻力損失為，輸送管路的全部阻力損失為122 J/kg，試求，試求 泵的有效功率。泵的有效功率。 (1)確定輸送設(shè)備的有效功率或確定輸送設(shè)備的有效功率或We 8教書育人 解：取容器解：取容器A內(nèi)液面為截面內(nèi)液面為截面1-1，管路出口處為截面，管路出口

6、處為截面2-2，并以，并以O(shè)-O為基為基 準(zhǔn)水平面。列截面準(zhǔn)水平面。列截面1-1和和2-2間的柏努利方程式。間的柏努利方程式。 22 1122 12 22 ef upup gzWgzE 22 2121 21 () 2 ef uupp Wg zzE 4 2 2 2 5.4 10 1.91 m/s 1 0.785 0.106890 3600 4 s W u d 已知：已知：p1=0(表壓表壓)，p2=2.16106 Pa(表壓表壓)，d=114-24=106mm=0.106 m, z1=2.1 m, z2=36 m, u1=0, ,1 2 122 J/kg f E 26 1.9102.16 100

7、 9.807 (362.1)1222883.2 J/kg 2890 e W 4 5.4 10 2883.243248 W 43.2 kW 3600 es Pe W W 則泵的有效功率為：則泵的有效功率為： 9教書育人 11 22解：取回流罐內(nèi)液面為截面1-1，塔內(nèi)回流管出口處為截面 2-2，并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。列截面1-1和2-2 間的柏努利方程式。 22 1122 12 22 ef upup gzWgzE 已知：p1=2.0106 (表壓)，p2=1.3106 Pa (表壓)，d=0.14 m, z1=0, z2=30 m, u1=0, 4 2 2 2 4 10 1.2 m/s 1

8、0.785 0.14600 3600 4 s W u d 150 J/kg f E 22 2121 21 () 2 ef uupp Wg zzE 266 1.201.3 102.0 10 9.807 (300)150721.7 J/kg P3P4 ，而P4P5P6，這是 由于流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，位能和靜壓能相互轉(zhuǎn)換的結(jié) 果。 17教書育人 例：分別計(jì)算下列情況下，流體流過例：分別計(jì)算下列情況下，流體流過763mm、長、長10m 的水平鋼管的能量損失、壓頭損失及壓力損失。的水平鋼管的能量損失、壓頭損失及壓力損失。 （1）密度為）密度為910kg/m3、粘度為、粘度為72cP的油品，流速為的油品，流

9、速為1.1m/s； （2）20的水，流速為的水，流速為2.2 m/s。 解解: (1)油品：油品：2000973 1072 1 . 191007. 0 Re 3 ud 流動(dòng)為層流流動(dòng)為層流, 摩擦系數(shù)可從摩擦系數(shù)可從Moody磨擦系數(shù)圖查取磨擦系數(shù)圖查取,也可也可 以用下式計(jì)算以用下式計(jì)算 : 0658. 0 973 64 Re 64 22 10 1.1 0.06585.69J/kg 20.072 f l u E d 5.69 0.58m 9.81 f f E h g 910 5.695178Pa ff pE 18教書育人 （2）20水的物性：水的物性： 3 kg/m2 .998 3 10005. 1 Pas 5 3 1053. 1 10005. 1 2 . 22 .99807. 0 ud Re 流動(dòng)為湍流流動(dòng)為湍流, 求摩擦系數(shù)尚需知道相對粗糙度求摩擦系數(shù)尚需知道相對粗糙度/d , 查表查表1-1，取，取 鋼管的絕對粗糙度為鋼管的絕對粗糙度為0.2mm， 00286. 0 70 2 . 0 d 根據(jù)根據(jù)Re=1.53105及及/d0.00286查圖查圖1-25，得，得0.027 22 10 2.2 0.0279.33J/kg 20.072 f l u E d 9.33 0.95m 9.81 f f E h g 998.2 9.339313Pa ff pE 19教書