第一章流體流動(dòng)試題集及參考答案

1、流體流動(dòng)試題集及參考答案一、填空題：1、按照化工單元操作所遵循的基本規(guī)律的不同,可將單元操作分為 動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞。2、化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律， 熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律。3、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí),測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕 對(duì)壓強(qiáng)850mmHg為真空度為-100mmHg. 4、液柱壓力計(jì)量是基于流體靜力學(xué)原理的測(cè)壓裝置,用U形管壓強(qiáng)計(jì)測(cè)壓時(shí), 當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)一端與大氣相通時(shí),讀數(shù)R表示的是表壓或真空度。 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 與指示液密度、液面高度有關(guān),與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)5、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理是依

2、據(jù)流動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子的上、下端產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。6、靜止液體中兩處壓力相等的條件是連續(xù)、同一液體、同一水平面。7、流體體積流量用Q=uS來(lái)計(jì)算；質(zhì)量流量用G=Q來(lái)計(jì)算；而流體流速用 u=Q/S來(lái)計(jì)算。8、當(dāng)流體的體積流量一定時(shí),流動(dòng)截面擴(kuò)大,則流速減少,動(dòng)壓頭減少,靜壓頭增加。9、柏努利方程實(shí)驗(yàn)中,在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭,當(dāng)流速再增大時(shí),液位高度 降低；因?yàn)樽枇p失增大,10、理想流體是指沒有粘性或沒有摩擦阻力而實(shí)際流體是指具有粘性或有摩擦力。流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性。11、壓頭轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)中,在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭值,流速再增大時(shí),液位高度降低

3、；因?yàn)樽枇p失增大 12、P/(g)的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處單位重量流體所具有的靜壓能,稱為靜壓頭。mu2/2的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處1kg流體具有的動(dòng)能。13、雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為Re=d/。當(dāng)密度1000kg/m粘度=1厘泊的水,在內(nèi)徑為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10其流動(dòng)類型為湍流14、流體在圓直管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)Re4000時(shí)的流型稱為湍流， 其平均速度與最大流速的關(guān)系為Wm08W Re2000的流型稱為滯流，其平均速度為Wm0.5W。15、流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí),當(dāng)Re2000時(shí)為滯流流動(dòng),其摩擦系數(shù)=64/Re；當(dāng)Re4000時(shí)為湍流

4、流動(dòng)。當(dāng)Re在2000-4000之間時(shí)為過(guò)渡流。流體沿壁面流動(dòng)時(shí),有顯著速度梯度的區(qū)域稱為流動(dòng)邊界層。在管內(nèi)呈湍流時(shí),摩擦系數(shù)與Re; /d有關(guān)。當(dāng)Re繼續(xù)增大到大于某一定值時(shí),則流體流動(dòng)在完全湍流區(qū),當(dāng)/d為一常數(shù)時(shí),其值為常數(shù)。 16、當(dāng)密度=1000kg/m,粘度=1（厘泊）的水,在內(nèi)徑為d=15mm,以流速為0.1 m/s在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),雷諾數(shù)等于1500,流動(dòng)類型為層流。 17、當(dāng)20的水（=998.2kg/m,=1.005 厘泊）在內(nèi)徑為100mm的圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),若流速為1.0 m.s時(shí),其雷諾數(shù)Re為9.93×10,流動(dòng)型態(tài)為湍流。18、管出口的局部阻力系數(shù)等于1.0管入

5、口的局部阻力系數(shù)等于0.5. 19、計(jì)算流體局部阻力損失的方法有當(dāng)量長(zhǎng)度法;阻力系數(shù)法;其相應(yīng)的阻力損失計(jì)算公式為hf =(le/d)(u2/2g); hf =(u2/2g) 20、對(duì)于套管環(huán)隙，當(dāng)內(nèi)管的外徑為d1,外管的內(nèi)徑為d2時(shí),其當(dāng)量直徑為d2-d121、穩(wěn)態(tài)流動(dòng)是指流動(dòng)系統(tǒng)中,任一截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等物理量?jī)H隨位置而變，而均不隨時(shí)間變。22、液體在等直徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng),其流速沿管長(zhǎng)不變,由于有摩擦阻力損失,靜壓強(qiáng)沿管長(zhǎng)降低。23、流體在管路中作連續(xù)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，任意兩截面流速與管徑的關(guān)系為 1/2=d22 /d12所以,流速隨著管徑的減小而增大。24、水由敞口恒液位的高位槽

6、通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器,當(dāng)管道上的閥門開度減小后,水流量將減小； 摩擦系數(shù)增大；管道總阻力損失不變25、測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種: 孔板流量計(jì); 文丘里流量計(jì); 轉(zhuǎn)子流量計(jì); 濕式氣體流量計(jì) ; 測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度,則用皮托管26、孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最主要區(qū)別在于：前者是恒截面,變壓差； 后者是恒壓差,變截面。27、 一般情況下,溫度升高,液體的粘度減??；氣體的粘度增大。二、選擇題：1、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（ A ） 關(guān)系A(chǔ). 體系大氣壓 B. 體系大氣壓 C. 體系大氣壓2、下圖中高位槽液面保持恒定， 液體以一定流量

7、流經(jīng)管路，ab與cd兩段長(zhǎng)度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則( B )。（1）U形壓差計(jì)讀數(shù) A. RR B. RR C. RR D. 不定（2）液體通過(guò)ab與cd段能量損失_B_。 A. hh B. hh C. hh D. 不定（3） ab與cd兩段壓差_C_。 A. PP B. PP C. PP D. 不定（4） R值表示_C_。 A. ab段的壓差值 B. ab段位能變化 C. ab段流動(dòng)能量損失 D. ab段壓差值及流動(dòng)能量損失 3、層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：( 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.

8、層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4、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（ C ）倍。 A. 2 B. 8 C. 45、流體的層流底層越薄，則( C )。A. 近壁面速度梯度越小 B. 流動(dòng)阻力越小 C.流動(dòng)阻力越大 D.流體湍動(dòng)程度越小6、為提高微差壓強(qiáng)計(jì)的測(cè)量精度，要求指示液的密度差( C )。A.大 B.中等 C.越小越好 D.越大越好7、表壓與大氣壓、絕對(duì)壓的正確關(guān)系是（ A ）。A. 表壓絕對(duì)壓-大氣壓 B. 表壓大氣壓-絕對(duì)壓 C. 表壓絕對(duì)壓+真空度8、流體在圓管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí),阻力與流速的（ C ）成比例,作完全湍流時(shí),則呈（

9、A ）成比例。 A. 平方 B. 五次方 C. 一次方9、流體流動(dòng)產(chǎn)生阻力的根本原因是,因?yàn)榱黧w流動(dòng)（ C ）。A. 遇到了障礙物；B. 與管壁產(chǎn)生摩擦C. 產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力10、在穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中,單位時(shí)間通過(guò)任一截面的（ B ）流量都相等。 A. 體積 B. 質(zhì)量 C. 體積和質(zhì)量11、將管路上的閥門關(guān)小時(shí),其阻力系數(shù)（ B ）。A. 變小 B. 變大 C. 不變12、水在圓形直管中作滯流流動(dòng),流速不變,若管子直徑增大一倍,則阻力損失為原來(lái)的（ A ）。 A. 1/4 B. 1/2 C. 2倍 13、設(shè)備內(nèi)的真空度愈高,即說(shuō)明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（ B ）。 A. 愈大 B. 愈小 C.

10、愈接近大氣壓、14、流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（ A ）。A. 變小 B. 變大 C. 不變15、流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí),滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)Re的增大而（B ）。A. 增厚 B. 減薄 C. 不變?nèi)?、判斷題：、化工單元操作是一種物理操作,只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。（ ）2、液體的相對(duì)密度是指液體的密度與水的密度的比值（）3、當(dāng)量直徑de,既可用來(lái)計(jì)算雷諾數(shù)Re（）；也可用來(lái)計(jì)算非園形管子的截 面積。（× ）4、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。（× ）5、經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出,雷諾Re<2000時(shí),流型肯定是層流,

11、這是采用國(guó)際單位制得出的值,采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值( ×)6、滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。（× ）7、流體作層流流動(dòng)時(shí),摩擦系數(shù)只是Re的函數(shù),而與管壁的粗糙度無(wú)關(guān)。（ ）8、在相同的設(shè)備條件下,密度越大,粘度越小的流體越易形成湍流狀態(tài)。（ ）9、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。 （ ）10、流體在管內(nèi)作穩(wěn)定湍流時(shí),當(dāng)Re一定時(shí),摩擦系數(shù)隨管子的相對(duì)粗糙度的增加而增大。（ ）11、滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。（ × ）×12、實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)達(dá)完全湍流時(shí),與雷諾數(shù)的大小無(wú)關(guān)（ ）13

12、、孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn),其壓頭損失比文氏流量計(jì)小得多。（× ）14、流體流經(jīng)孔板流量計(jì)的能量損失較大（）；而流經(jīng)文丘里流量計(jì)的能量損失較?。ǎ?5、流體在圓管內(nèi)的流動(dòng)阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（ ）16、液體在圓形管中作滯流流動(dòng)時(shí),其它條件不變,僅流速增加一倍,則阻力損失增加一倍（ ）17、原油在圓形管中作湍流流動(dòng)時(shí),其它條件不變,而管長(zhǎng)增加一倍,則阻力損失增加一倍,（）18、流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),管的中心處速度最大,而管壁處速度為零。（）19、流體在水平管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí),直徑小處,流速增大；其靜壓強(qiáng)也會(huì)升高。（ × ）×20、穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),液體流經(jīng)

13、各截面的質(zhì)量流量相等；則流經(jīng)各截面處的體積流量也相等（ ）21、在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程中,流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。（ × ）22、當(dāng)流體充滿圓管作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),單位時(shí)間通過(guò)任一截面的體積流量相等（ × ）23、穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),流體的流速、壓強(qiáng)、密度等均不隨時(shí)間和位置而變。（ × ）24、理想流體流動(dòng)時(shí),無(wú)流動(dòng)阻力產(chǎn)生（ ）25、實(shí)際流體在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),各種形式的壓頭可以互相轉(zhuǎn)，但導(dǎo)管任一截面上的位壓頭、動(dòng)壓頭與靜壓頭之和為一常數(shù)。（× ）×26、在并聯(lián)的各條管路中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),流體的能量損失皆相等。（）四、簡(jiǎn)答題：1.如圖,有一敞口高位槽,由管線

14、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？ pa /+Z/g=p/+hf ；當(dāng)(pa /+Z/g)>p/時(shí), 由1流向2,當(dāng)(pa /+Z/g)<p/時(shí), 由2流向1。2. 學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送,你認(rèn)為應(yīng)解決些什么問(wèn)題？ 學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送一般應(yīng)解決以下問(wèn)題：(1) 合理選擇流體輸送管道的管徑。(2) 確定輸送流體所需的能量和設(shè)備。(3) 流體流量測(cè)量和速度、體積和質(zhì)量流量、壓力，以及控制。(4) 流體流動(dòng)的形態(tài)和條件，作為強(qiáng)化設(shè)備和操作的依據(jù)。3. 理想流體和實(shí)際流體如何區(qū)別？ 理想流體是流體沒有粘性，流動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生摩擦阻力，液體體不可壓縮，受熱不膨脹；

15、而實(shí)際流體是具有粘性，有摩擦阻力，液體是可以壓縮，受熱是膨脹。4.Zp/Zp/（1） h （2） 這兩個(gè)靜力學(xué)方程式說(shuō)明些什么？(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。5. 在常溫下輸送水,若管徑一定,流量增大一倍,雷諾準(zhǔn)數(shù)增加多少？若流量一定,管徑增大一倍,則雷諾準(zhǔn)數(shù)又如何變化？ V（/4)d.u u'=2u Re=du/ Re' 增大一倍 V=(/4)(2d).u' u'=u/4 Re'

16、;=Re/26. 說(shuō)明流速、體積流量、質(zhì)量流量的單位以及他們之間的關(guān)系。 流速 u, m/s 體積流量Q m3/s 質(zhì)量流量G kg/s G=Q= uS7. 何謂層流流動(dòng)？何謂湍流流動(dòng)？用什么量來(lái)區(qū)分它們？ 層流：流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸作平行直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)返混，在管中的流速分布為拋物線，平均流速是最大流速的0.5倍。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)有返混和徑向流動(dòng)，平均流速約為最大流速的0.8倍。以Re來(lái)區(qū)分，Re<2000為層流、Re>4000為湍流。8.如圖所示的某一輸水管路中，高位槽液位保持恒定，輸水管徑不變。有人說(shuō)：由于受到重力的影響，水在管路中會(huì)越流越快，即水通過(guò)2-2'截面的流速u大于通過(guò)

17、1-1'截面的流速u。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 不對(duì)。因?yàn)槭欠€(wěn)定連續(xù)流動(dòng).按連續(xù)性方程知：m=m，輸水則V=V，現(xiàn)管徑不變d=d，故u=u10. 如圖所示，水在水平管中作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)，從A流向B，問(wèn)：（1）體積流量V和V哪個(gè)大？為什么？（2）流速u和u哪個(gè)大？為什么？（3）靜壓頭P/（g）和P/（g）哪個(gè)大？為什么？(1) 因?yàn)檩斔催B續(xù)性方程知 V=V(2) V=V 而dd uu(3) Z+P/(g)+u/(2g)=Z+P/(g)+u/(2g)+Hf而 水平管Z=Z 又uu若 H=0 則 P/（g)P/(g) ;若 H0則 P/(g)和P（g)哪個(gè)大？要由u和u、H之值決定。11.

18、在有一個(gè)穩(wěn)壓罐的一條管徑不變的輸送管上的A.B處分別裝上一個(gè)相同規(guī)格的壓力表（如圖所示）。問(wèn)：（1）當(dāng)管路上的閥門C關(guān)閉時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否一致？為什么？（2）當(dāng)管路上閥門C打開時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否相同？為什么？（設(shè)A.B處的氣體密度近似相等）（1）閥C關(guān)閉時(shí)，流體為靜止?fàn)顟B(tài)，同一水平面上P=P。（2）閥C打開，流體流動(dòng)，有阻力，為Z=Z，d=d 且= 則u=u PP12一定量的液體在園形直管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體的物性不變,而管徑減至原來(lái)的一半,問(wèn)因流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的若干倍？ hf=(L/d)u/2 而滯流時(shí) =64/Re=64/(d*u*) 流速：u=4Q

19、/(d) 而題設(shè)Q、L、d不變，即hf1/d d=d/2 hf=16hf13.在相同管徑的兩條園形管道中,同時(shí)分別流動(dòng)著油和清水（油水）,若雷諾數(shù)相同,且密度相近,試判斷油速大還是水速大？為什么？ Re油=Re水 而 u油u水， u油u水14.如圖所示，液體分別從兩容器中流出，液面保持不變，排出管徑相同。問(wèn)：（1）圖（a）中1-1和2-2截面的uu還是u=u？為什么？（2）圖（a）、（b）中ZZ其它條件不變，忽略阻力損失，則出口處的速度u 與 u哪個(gè)大？為什么？（3）圖（a）、（b）中Z=Z，則截面2-2*處的速度與u哪個(gè)大？為什么？（1）因液體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)，且d=du=u=u（2）u=2g(

20、z-h) 題設(shè)h=h=0 ZZ uu (當(dāng)然 ZZ則hfhf , 當(dāng)hf不能忽略時(shí)，u與u關(guān)系視具體情況而定）。（3）由（1）和（2）結(jié)果知 u=u 而uu uu15.某車間用水量由水塔穩(wěn)定供給（如圖示）?，F(xiàn)若將出口閥A關(guān)小,其流量有無(wú)改變？為什么？u=2g(Z-h)/當(dāng)閥門A關(guān)小時(shí)，hf，但Z不變，則u,d不變則V即流量變小。16.如圖所示，A.B.C三點(diǎn)在同一水平面上，d=d=d，問(wèn)：（1）當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)小？或相等？（2）當(dāng)閥門打開，高位槽液面保持不變，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)小？或相等？（1）閥門關(guān)閉，水處于靜止?fàn)顟B(tài)，P=P=P（2）閥門打開，

21、水穩(wěn)定流動(dòng)，有阻力，且d=d=dPPP17.如圖所示：A.B.C三點(diǎn)在同一水平面上，d=d，dd，問(wèn)：（1）當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)那個(gè)大？哪個(gè)??？或相等？（2）當(dāng)閥門打開，高位槽水位穩(wěn)定不變，A.B.C三截面處的壓強(qiáng)、流量、流速哪個(gè)大？哪個(gè)小？或相等？ (1) p=p=p (2) V=V=V u=u uu uu 流動(dòng)流體有阻力，由柏努利方程知：PP PP P與P的大小由u、u和hc之值決定20.什么叫化工單元操作？常用的化工單元操作有哪些？ 化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，具有共同物理變化，遵循共同的物理學(xué)定律的一些物理操作過(guò)程。例如：流體流動(dòng)、流體輸送、非均相分離、傳熱、蒸發(fā)、蒸餾、吸收

22、、萃取、干燥等。五、計(jì)算題：1. 以復(fù)式水銀壓差計(jì)測(cè)量某密閉容器內(nèi)的壓力P。已知各水銀液面標(biāo)高分別為h=2.6m，h=0.3m，h=1.5m，h=0.5m,h=3.0m。求此密閉容器水面上方的壓強(qiáng)P(kN.m)(表壓) 按表壓計(jì)算，p=(h-h)汞.g, p=p-(h-h)水.g p=p +(h-h)汞.g p=p-(h-h)水.g 以上相加 p=(h-h+h-h)汞.g-（h-h+h-h)水.g =（2.6-0.3+1.5-0.5）×13.6×10g-(1.5-0.3+3-0.5)1000g=404KN/m2.密度為1000kg.m，粘度為1cP的水，以10m/h的流量在

23、51×3mm 的水平管道內(nèi)流過(guò),在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.5 kgf.cm(表壓)，若管路的局部阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處100m 同一水平線下游處流體靜壓強(qiáng)為多少Pa? (Re=3×10-1× 10時(shí), =0.3164/Re) u=V/(d/4)=10/(3600××0.045/4)=1.75m.s Re=du/=0.045×1.75×1000/(1×10)=78750 =0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189 由柏式： Z=Z u=up/=p/+ (l/d)(u/2) p=p-(l/d)(u

24、/2) =1.5×9.81×10-0.0189×(100/0.045)×(1.75/2)×1000 =8.3×10N.m(表壓)3.用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為38.4T. h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度) 430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為108×4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96, 粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率,設(shè)泵的效率=50%。對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u/2g)Z=20m l+le =430m d=

25、108-2×4=100mm=0.1m u=Q/0.785d =38400/3600×0.785×0.1×960=1.415m.s Re=du/=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000 =64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415/2×9.81)=729.2m N=Q·He·g/=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)= 152

26、.6kw4.用離心泵將水由水槽送至水洗塔中,水洗塔內(nèi)的表壓為9.807×10N.m,水槽液面恒定,其上方通大氣,水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m,在某送液量下,泵對(duì)水作的功為317.7 J.kg，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度,但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管尺寸為 108×4mm,水的密度為1000kg.m。求輸水量為多少m.h。 Zg+(p/)+(u/2)+W=Zg+(p/)+(u/2)+hf已知數(shù)據(jù)： Z=0；P(表)=0；u0； W=317.7J.kg； Z=20m；p=9.807×10N.m(表)；

27、 =1000kg.m簡(jiǎn)化上式：W=Zg+(p/)+(u/2)+hf 又hf=lu/2d=9.9u317.7=9.81×20+9.807×10/1000+u/2+9.9u 10.4u=23.43 u=1.5m.s V=(/4)D×u×3600=0.785×0.12 ×1.5×3600=42.41m.h5. 如圖所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,氣體=1.2kg.m。當(dāng)R=25mm時(shí),將水從水池中吸入水平管中間,問(wèn)此時(shí)V氣體=?m.s(阻力可忽略) 選1-1、2-2截面與基準(zhǔn)面0-0，如圖所示。在兩截面之間列

28、柏方程并簡(jiǎn)化得到： (p/)+(u/2)=(p/)+(u/2) (1) 由已知數(shù)據(jù)：p=0.025×13600×9.81=3335N.m p=-0.15×1000×9.81=-1472N.m u=(100/50)u=4u代入(1)可得：15u=2(p-p)/=8012 u=23.11m.s Vs=(/4)Du=0.1814m.s 或V=653m.h6.圖示為水泵進(jìn)水管的裝置。管子尺寸為57×3.5mm；管的下端位于儲(chǔ)水池水面下2m，并裝有底閥及濾網(wǎng)，該處之局部阻力壓頭損失為12/（2）；截面22處的真空度為4m水柱；由11至22截面的沿程壓頭損

29、失為9/（2）。試求：（1）進(jìn)水管的流量為多少m.h；（2）進(jìn)水口11處的表壓為若干N.m？ 列水面與22截面列柏努利方程：（1）Z/2P/Z/2P/HZ0，0，P0，Z3m，P/4mHOH12/29/221/221/221/2/222/2431m （2×9.81/22）0.94m.s V3600×0.785（0.05）×0.946.64m.h（2）進(jìn)水口11處的表壓P33截面為大槽距水面2m深處的大槽截面，3-3及1-1截面間的柏努利方程式 Z=Z=0 p/g=2 p/g u0 u=0.94ms H=12u/2g 2=p/1000g+0.94/2g+12

30、5;0.94/2g p=13.88×10 P=13.88KP=1.415m水 7.一直立煤氣管，在底部測(cè)壓管測(cè)得水柱差h100mm，在H20m高處的測(cè)壓管中測(cè)得水柱差h115mm，管外空氣的密度1.29kg.m，求管中靜止煤氣的密度為多大？PP水P（PH）水又PPH（PH）水 （P水）H H水H水 -水（）/H 1.29-1000×（0.1150.1）/20 0.54kg.m。8.水從蓄水箱，經(jīng)過(guò)一水管流出，如附圖所示。假如，Z12m，ZZ6.5m，d20 mm，d10mm， 水流經(jīng)d管段的阻力損失為2m HO，流經(jīng)d管段的阻力損失為1mHO，求：（1）管嘴出口處的流速；（

31、2）接近管口22截面處的流速及壓強(qiáng)P； （1）列11與33截面柏努利方程式 ZP/2ZP/2 0，PP0（表壓） 126.5/2（21） 解得 （2.5×2×9.81）7 m.s （2）（d/d）7×（10/20） 1.75m.s 由11與22截面列柏努利方程式可得 P/（ZZ）/2 （126.5）1.75/（2×9.81）2 3.344 m水柱（表壓） P3.344×1000×9.8132804P9. 密度為1000kg.m，粘度為1cp的水，以5m.h的流量在51×3mm 的水平管道內(nèi)流過(guò), 在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.

32、5kgf.cm(表壓)，若管路的局部阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處100m下游處流體靜壓強(qiáng)為多少Pa? (Re=3×10-1×10時(shí), =0.3164/Re) u=V/(d/4)=5/(3600××0.045/4)=0.874m.sRe=du/=0.045×0.874×1000/(1×10)=39375=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0225由柏式： Z=Z u=u p/=p/+ (l/d)(u/2) p=p-(l/d)(u/2) =2.5×9.81×10-0.00225×(100

33、/0.045)×(0.874/2)×1000 =1.28×10N.m(表壓)10.用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4T.h,高位槽中液面比油池中液面高30m,管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度) 430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為108×4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率,設(shè)泵的效率=50%。 *答案* 對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u/2g)Z=30m l+le =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d =3840

34、0/(3600×0.785×0.1×960) =1.415m.sRe=du/=0.1×1.415×960/3430×10 =39.6<2000=64/Re=64/39.6=1.616 He=30+1.616×(430/0.1)×(1.415/2×9.81)=739.13m N=Q·He·g/ =38400×739.13×9.81/(3600×0.5×1000)=154.7kw11.用離心泵將水由水槽送至水洗塔中,水洗塔內(nèi)的表壓為9.807&

35、#215;10N.m,水槽液面恒定,其上方通大氣,水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m，在某送液量下，泵對(duì)水作的功為340J.kg,管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度,但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管尺寸為108×4mm,水的密度為1000kg.m。求輸水量為多少m.h。 Zg+(p/)+(u/2)+W =Zg+(p/)+(u/2)+hf 已知數(shù)據(jù)：Z=0；P(表)=0；u0；W=340J.kg；Z=20m； p=9.807×10N.m(表)；=1000kg.m簡(jiǎn)化上式：W=Zg+(p/)+(u/2)+hf 又hf=lu/2d

36、=9.9u340=9.81×20+9.81×10/1000+u/2+9.9u 10.4u=45.7u=2.1m.s V=(/4)D×u×3600=0.785×(0.1) ×2.1×3600=59.3m.h12.用離心泵經(jīng)57×3.5mm的鋼管,將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑(密度為800kg.m,粘度為20cp)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度Z保持20m，見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度) 為25m，反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4kgf.cm(表壓) ，有機(jī)溶液輸送量為6m.h，泵的效率為60%，試

37、確定泵提供的軸功率。 取敞口貯槽液面為1-1截面，反應(yīng)器內(nèi)液面為2-2截面，在1-1與2-2截面間列柏努利方程，并以1-1截面為基準(zhǔn)面： gZ+(u/2)+(p/)+W=gZ+(u/2)(p/)+hf W=(Z-Z)g+(u-u)/2+(p-p)/+hfhf =(l+le )/d(u/2)u=(6/3600)/(/4)×0.05=0.8488m.suu0 Z=0Re=du/=0.05×0.8488×800/(20×10) =1697.6<2000則=64/Re=64/1697.6=0.0377hf =0.0377×(25/0.05)

38、15;(0.8488/2)=6.7904J.kg故W=(20-0)×9.807+4×9.807×10/800+6.7904 =693.5J.kg N=QW/1.541kw13.（14分） 某油品在89×4mm的無(wú)縫鋼管中流動(dòng)。在A和B的截面處分別測(cè)得壓強(qiáng)P15.2×10N.m，P14.8×10N.m。試計(jì)算管路中油品的流量。已知：A.B間長(zhǎng)為60m，其間還有2個(gè)90彎頭（每個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度5d），油820kg.m，油121cp。 AB間列柏努利方程： Z/2P/Z/2P/H （PP）/（ZZ）H （）/d×/2g (15.2

39、-14.8)×10/(820×9.81)-1 =64/(du/)×(l+l)/d×/2 64/（d）×（）/d×/2 (3.973×2×9.81×(0.081)×820/(64×121×10×65.67) =0.825 m.s校驗(yàn)：d/0.081×0.825×820/（121×10） 4522000 A0.785（0.081）×0.825 4.25×10 m.s15.3m.h。14.如附圖所示，風(fēng)機(jī)的進(jìn)口吸風(fēng)管內(nèi)徑為

40、100mm，吸上水柱高度為12mm，空氣的密度為1.2kg.m,求風(fēng)機(jī)進(jìn)口管內(nèi)空氣的流速和風(fēng)量。 （2gh水/氣）（2×9.81×0.012×1000/1.2）14m. V0.785×0.1×140.11m.=395.6m.h15.欲建一水塔向某工廠供水，如下圖所示，從水塔到工廠的管長(zhǎng)（包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為 500 m。最大流量為20 升/秒 。管出口處需保持10m 水柱的壓頭（表壓）。若摩擦系數(shù)0.023，試求：1.當(dāng)管內(nèi)流速為1.05 m.s 時(shí)，所需管徑及塔高； 2.當(dāng)管內(nèi)流速為4 m.s 時(shí)，所需管徑及塔高；3.由計(jì)算1、2，分析滿

41、足一定流量時(shí)，塔高與管徑的關(guān)系。 1.V=(/4)du d=0.156 m H+P/g+u/2g=0+P/g+u/2g+(l/d)(u/2g) H=14.2 m 2.d'=0.080 m H'=128 m 3.管徑越大,塔高越低.管徑越小,塔高越高16.某高位槽與內(nèi)徑為100mm的鋼管相連，槽內(nèi)為常溫水，直管總長(zhǎng)30 m，有90度彎頭3個(gè)，閘閥（全開）和球閥（全開）各1個(gè)，水從管口流出。問(wèn)欲得到每小時(shí)22.7 m的排水量,槽內(nèi)水面應(yīng)比管出口高多少m ？（取0.0256，由容器入管口0.5， 管子出口1.0，閘閥全開0.17，球閥全開6.0，90度彎頭0.75）。 在高位槽與管出

42、口處截面，列柏努利方程式： gZ+u/2+P/=gZ+u/2+P/+hf Z=Z, Z=0 u=0 p=p=0(表壓) d=0.1 m, =1000 , u=Vs/A=0.803 m.s =0.5+1.0+0.17+6.0+0.75×3=9.92 h=(l/d)+9.92)u/2=5.67 J.kg 9.81Z=+5.67 Z=0.58 m17.有一垂直管道，內(nèi)徑由300mm漸縮至150mm。常溫的水從下而上流動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得水在粗管和細(xì)管內(nèi)的靜壓強(qiáng)分別為19.6×10和17.0×10N.m（表壓），測(cè)壓點(diǎn)的垂直距離為1.5m。如兩測(cè)壓點(diǎn)的摩擦阻力可忽略不計(jì)，試求水的流量為若干m.h？ 在兩測(cè)至點(diǎn)間列柏努利方程得：zg+P /+u/2=zg+p/+u/2+hf 0+19.6×10/1000+u/2 =1.5g+17.0