(01)第一章流體流動1化工原理答案

1、1第一章流體流動流體的重要性質(zhì)1.某氣柜的容積為 6 000 m3,若氣柜內(nèi)的表壓力為 5.5 kPa,溫度為40 C。已知各組分 氣體的體積分?jǐn)?shù)為：H2 40%、 Nb 20%、CO32%、CO 7%、CH 1%,大氣壓力為 101.3 kPa,試計算氣柜滿載時各組分的質(zhì)量。解：氣柜滿載時各氣體的總摩爾數(shù)101.3 5.5 1000.0 6000RTmmol = 246245.4mol8.314 313各組分的質(zhì)量:rn)H2=40%必Mh2=40%246245.42kg = 197kgrn)N2=20%qMn2=20%246245.428kg = 1378.97kgmCO=32%n,M c

2、o=32%246245.428kg = 2206.36kg mCO2 =7%ntMMCO2 =7% 父246245.4m44kg = 758.44kg mcH 4 =1%nt mM ch4 =1% 父 246245.4父 16kg = 39.4kg2,若將密度為830 kg/ m3的油與密度為710 kg/ m3的油各60 kg混在一起，試求混合油的 密度。設(shè)混合油為理想溶液。解：mt =m1m2 = 60 60 kg = 120kgVt =V1V2坨* 83017103=0.157m3Pm = - = 120 kg m3 = 764.33kg m3 mVt0.157 -流體靜力學(xué)3.已知甲地

3、區(qū)的平均大氣壓力為85.3 kPa,乙地區(qū)的平均大氣壓力為101.33 kPa,在甲地區(qū)的某真空設(shè)備上裝有一個真空表，其讀數(shù)為20 kPa。若改在乙地區(qū)操作，真空表的讀數(shù)為多少才能維持該設(shè)備的的絕對壓力與甲地區(qū)操作時相同？解：（1）設(shè)備內(nèi)絕對壓力絕壓=大氣壓-真空度=fe5.3103 20父103 Pa = 65.3kPa（2）真空表讀數(shù)真空度=大氣壓-絕壓二（101.33 父 103 -65.3103 Pa = 36.03kPa4,某儲油罐中盛有密度為960 kg/m3的重油（如附圖所示），油面最高時離罐底 9.5 m,油面上方與大氣相通。在罐側(cè)壁的下部有一直徑為760 mm的孔，其中心距罐

4、底1000 mm,孔蓋用14 mm的鋼制螺釘緊固。若螺釘材料的工作壓力為39.5X 106 Pa,問至少需要幾個螺釘（大氣壓力為 101.3X103 Pa) ?解：由流體靜力學(xué)方程，距罐底 1000 mm處的流體壓力為p=p;gh = 101.3 103 960 9.81 (9.51.0) Pa=1.813 103Pa (絕壓)作用在孔蓋上的總力為33兀_24F =(p pa)A= 1.813x10 -101.3x103) m- M0.76 N=3.627m10 N4每個螺釘所受力為_ _兀_2 _ 3E =39.5 10 - 0.014 N =6.093 10 N4因此n=F F1 =3.6

5、27 104 6.093 103 N =5.95 6(個)習(xí)題4附圖習(xí)題5附圖5 .如本題附圖所示，流化床反應(yīng)器上裝有兩個U管壓差計。讀數(shù)分別為R1=500 mm , R2=80mm,指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，于右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度 R3=100 mm。試求A、B兩點的表壓力。解：（1） A點的壓力Pa = p水gR3 十口汞gR2 =（1000M9.81M0.1 十 13600M9.81M0.08pa = 1.165M104Pa （表）（2） B點的壓力Pb =Pa + G gR=1.165 104 13600 9.81 0.5 Pa=7.836 1

6、04Pa （表）6.如本題附圖所示，水在管道內(nèi)流動。為測量流體壓力， 在管道某截面處連接 U管壓差計，指示液為水銀，讀數(shù)R=100mm, h=800 mm。為防止水銀擴(kuò)散至空氣中，在水銀面上方充入少量水，其高度可以忽略不計。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?101.3 kPa, 試求管路中心處流體的壓力。解：設(shè)管路中心處流體的壓力為p習(xí)題6附圖根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式,Pa = Pa貝 U p + P水 gh+p 汞 gR=Pap =Pa - p水 gh - p汞gR= 101.3 103 1000 9.8 0.8-13600 9.8 0.1 Pa = 80.132kPa7.某工廠為了控制乙快發(fā)生爐內(nèi)的壓力

7、不超過13.3 kPa (表壓)，在爐外裝一安全液封管(又稱水封) 裝置，如本題附圖所示。液封的作用是，當(dāng)爐內(nèi)壓力 超過規(guī)定值時，氣體便從液封管排出。試求此爐的安 全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度ho解：P水 gh=13.3h =13.3/(Rk g )=13.3x1000/(1000 M 9.8 )m =1流體流動概述8.密度為1800 kg/m3的某液體經(jīng)一內(nèi)徑為 60 mm的管道輸送到某處，若其平均流速為0.8 m/s,求該液體的體積流量(m3/h)、質(zhì)量流量(kg/s)和質(zhì)量通量kg/(m 2 s)。解： Vh =uA=u - d2 =0.8 314 0.062 3 6 00 m3. s

8、 = 8.14m3 h4423.142Ws 二uA二u d2=0.8 0.062 1 000kgs =2.26kg s 44G =ui：-0.8 1000kg, m2 s)=800kg. m2 s9 .在實驗室中，用內(nèi)徑為 1.5 cm的玻璃管路輸送20 C的70%醋酸。已知質(zhì)量流量為10 kg/min。試分別用用 SI和厘米克秒單位計算該流動的雷諾數(shù)，并指出流動型態(tài)。解：(1)用SI單位計算查附錄 70%醋酸在 20 C時，P=1069kg/m3, N =2.50m 10Pa，sd =1.5cm =0. 0 15mUb =10/(60 m 萬4 X0.0152 M1069 )m/s=0.88

9、2 m/'sRe = dUU = 0.015 父 0.882 父1069/(2.5 父 10 5657故為湍流。(2)用物理單位計算P =1069g/cm3, N= 0.025g/(cm s )d =1.5cm , Ub =88.2cm/sdub PRe = -=1.5 88.2 1.069 0.025=565710 .有一裝滿水的儲槽，直徑 1.2 m,高3 m?，F(xiàn)由槽底部的小孔向外排水。小孔的直徑 為4 cm,測得水流過小孔的平均流速uo與槽內(nèi)水面高度z的關(guān)系為：U0 =0.62 . 2zg試求算（1）放出1 m3水所需的時間（設(shè)水的密度為1000 kg/m3）; （2）又若槽中裝

10、滿煤油，其它條件不變，放出1m3煤油所需時間有何變化（設(shè)煤油密度為800 kg/m3） ?解：放出1m3水后液面高度降至Z1,則1乙=z0 -2 = 3-0.8846 m = 2.115m0.785 1.2由質(zhì)量守恒，得w2 -w1 +刈L =0 , w1 =0（無水補(bǔ)充）duw2 =也入=0.62PA072gz（人為小孔截面積）M = fAZ（A為儲槽截面積）故有0.62 二A。. 2gz -dz =0即次0.62&”2gzA上式積分得 e =（A）（z；2 _z112）0.62. 2g A0: 2-312 -2.11512 s =126.4s=2.1mi n0.62.2 9.81

11、0.0411 .如本題附圖所示，高位槽內(nèi)的水位高于地面7 m,水從（）108 mm X 4 mm的管道中流出，管路出口高于地面 1.5 m。已知水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失可按匯 hf=5.5u2計算，其中u為水 在管內(nèi)的平均流速（m/s）。設(shè)流動為穩(wěn)態(tài)，試計算（1） A-A'截面處水的平均流速；（2）水的 流量（m3/h）。解：（1） A- A截面處水的平均流速（1）在高位槽水面與管路出口截面之間列機(jī)械能衡算方程，得gz1 - ub21 ' -PT = gz2 -ub22 羋一二 hf 2：-2:式中 Z1=7 m , ub1 0, P1=0 （表壓） 2Z2=1.5 m , p2=

12、0 （表壓）,ub2 =5.5 u代入式（1）得_ _12_29.81 X7 =9.81 父1.5 +- Ub2 +5.5比2 2ub =3.0m s（2）水的流量（以 m3/h計）3.14233Vs =Ub2A =3.0 0.018 -2 0.004 =0.02355m3.s=84.78m3 h習(xí)題11附圖習(xí)題12附圖12 . 20 C的水以2.5 m/s的平均流速流經(jīng) e 38 mm X 2.5 mm的水平管，此管以錐形管與 另一（）53 mm x 3 mm的水平管相連。如本題附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓力。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為1.5 J/

13、kg,求兩玻璃管的水面差（以mm計），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對位置。解：在A、B兩截面之間列機(jī)械能衡算方程12P112P2g乙.一Ub1 ,丁二gz2 ,一 Ub2r. hf2：2：式中z二Z2=0, Ub1 =3.0 m/s43Ub2二 Ub1住）=25 q.038。0025” :2d2.0.053-0.003 2m s =1.232 m sP1 -P2習(xí)題13附圖E hf=1.5 J/kg22A2_2,P1 _p2 ub2 =Ub2 f +£ hf = 1.232 2.5 +1.5 Jkg =-0.866J/kgP2i 2J ,=0.866 9.81 m =0.08

14、83m =88.3mm13.如本題附圖所示，用泵2將儲罐1中的有機(jī)混合液送至精福塔3的中部進(jìn)行分離。已知儲罐內(nèi)液面維持恒定，其上方壓力為 1.0133 M105Pa。流體密度為800 kg/m3。精儲塔進(jìn)口處的塔內(nèi)壓力為 1.21 M105Pa,進(jìn)料口高于儲罐內(nèi)的液面8 m,輸送管道直徑為 。68mm父4 mm,進(jìn)料量為20 m3/h。料液流經(jīng)全部管道的能量損失為70J/kg,求泵的有效功率。解：在截面A-A'和截面B-B'之間列柏努利方程式，得 222。gZ1 W u2 gZ2 J hfP1 =1.0133 105Pa; p2 =1.21 105Pa; Z2 -Z1 =8.0

15、m;u1 ： 0;'' hf =70 J kgU2m s =1.966 m sV V _20 3600A 小2 手 。068-2 0.004 222p2 - p1U2 - U1g Z2 -Zi 、hf19We1.21 -1=i,0133 105 1.9662上匕9.8 8.0 70800J kgNe=2.46 1.93 78.4 70 J kg =175J kg =wSWe =20 3600 800 173W =768.9W14.本題附圖所示的貯槽內(nèi)徑 D=2 m,槽底與內(nèi)徑do為32 mm的鋼管相連，槽內(nèi)無液體補(bǔ)充，其初始液面高度h1為2 m （以管子中心線為基準(zhǔn)）。液體在管

16、內(nèi)流動時的全部能量損失可按匯 中的U為液體在管內(nèi)的平均流速（ 內(nèi)液面下降1 m時所需的時間。解：由質(zhì)量衡算方程，得Wi 訓(xùn) dMdihf=20 u2計算,式m/s）。試求當(dāng)槽習(xí)題14附圖(1)將式TT 9-皿=0, W2 =- dM ：4(2)dM 兀 2 rdh=D : d 14 d(2), (3)代入式(1)得-dM :： - - D2 了dh =044 di,Ddh 八Ub ()0bd° du在貯槽液面與管出口截面之間列機(jī)械能衡算方程22gz .咽.殳二gz.典.包、h2227f22gh M r h M 20u2 =20.5ub22(3)(4)或?qū)懗?2 0. 52 h u b

17、 9. 8 1ub =0.692、h(5)i.c.積分得與式（5）聯(lián)立，得0.692 h （d32）喘=。(=0, h=h1=2 m; (= 0, h=1m- -5645 21 -212 S =4676s=1. 3h動量傳遞現(xiàn)象與管內(nèi)流動阻力b,高度15.某不可壓縮流體在矩形截面的管道中作一維定態(tài)層流流動。設(shè)管道寬度為2y°,且b>>y°,流道長度為L,兩端壓力降為Ap,試根據(jù)力的衡算導(dǎo)出（1）剪應(yīng)力。隨高度y （自中心至任意一點的距離）變化的關(guān)系式; 速與最大流速的關(guān)系。（2）通道截面上的速度分布方程；（3）平均流解：（1）由于b>>y0，可近似認(rèn)

18、為兩板無限寬，故有1 p(1)=（-P 2yb） =p y2bLL（2）將牛頓黏性定律代入（1）得j du dy,du . ：p口一 =ydy上式積分得_ .'P一2人y2 C邊界條件為y=0, u=0,代入式(2)中，得 C=-C =y(22日L因此pP22 2T(y -y0)(3)故有(3)當(dāng) y=y0, U = UmaxUm再將式（3)-p2ax= 一五丫。寫成u Rmax-(-)2-V。 一(4)根據(jù)ub的定義，得1.1ub =udA =umaxA A A A1 -(當(dāng)2 dA umaxIL V。 316.不可壓縮流體在水平圓管中作一維定態(tài)軸向?qū)恿髁鲃?，試證明（1）與主體流速u

19、相應(yīng)的速度點出現(xiàn)在離管壁 0.293口處，其中口為管內(nèi)半徑；（2）剪應(yīng)力沿徑向為直線分布，且 在管中心為零。解：（1） uFax；2:r 2!1 - i=2Ub 1 -(一)一j一(1)當(dāng)u=ub時，由式（1）得r 21（）F ;ri2解得 r =0.7 0 7(2)由管壁面算起的距離為y=ri -r ri -0.707ri =0.293ri由工=一Rdu對式(1)求導(dǎo)得drdu2Umaxdrr22 -Sx =2r4叫r =ri(3)在管中心處，r=0,故t =0。17.流體在圓管內(nèi)作定態(tài)湍流時的速度分布可用如下的經(jīng)驗式表達(dá)試計算管內(nèi)平均流速與最大流速之比U /Umax。.1 R1斛：u=-2

20、 uz2 <dr =-2TR2 &tR2令r1 _、= y,則 r = R(1 y)1R111U10 Uz2<dr =2 y1/7Umax2 點(1y)dy =2Umax (y17 -y87)dy =0.817UmaxtRtR18.某液體以一定的質(zhì)量流量在水平直圓管內(nèi)作湍流流動。若管長及液體物性不變，將管徑 減至原來的1/2,問因流動阻力而產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍？解：流體在水平光滑直圓管中作湍流流動時R= hf或 "hf= ：pf/ ：= ' LH d 2乙 hf2, ' 2 d1 /Ub2 2-=()(-)()二,hf11 d 2 Ub1式

21、中 5=2 , %= ( 土)2=4d2Ub1d2因此 =(二)(2)(4)2=32N二 hf11'1又由于0.316Re0.252/ Re!、0.25,K =(d2 Ub20.251 0 250.25)=(2X -)0.25= (0.5)=0.841三匹=32X 0.84=26.9一 hf1（1）wub2 二 2-d2 ：-42 104 2m s = 1.43m s 3600 0.785 0.0682 10734p1=-25.9 X 103Pa （表），p2=0 （表）將以上數(shù)據(jù)代入式（1）,并整理得2We =g（Z2 -乙）甄p1、hf22_ 3=9.81"+” + 25

22、.9父10 +21073hf =192.0+% hfLLe.其中 Z hf =（九 +Z 。）2U b22Re ;辿=0.06843 10730.63 10，=1.656 X 105e d =0.0044根據(jù)Re與e/d值，查得；=0.03,并由教材可查得各管件、閥門的當(dāng)量長度分別為閘閥（全開）：0.43X2 m =0.86 m標(biāo)準(zhǔn)彎頭：2.2 X 5 m =11 m2£ hf =（0.03 X 35 0.86 11 +0.5+4） 143-J/kg =25.74J/kg0.0682是We =；192.0 25.74 J kg =217.7J kg泵的軸功率為4-2177M2M104

23、Ns = We w/ =:W=1.73kW3600 0.7流體輸送管路的計算19.用泵將2X 104kg/h的溶液自反應(yīng)器送至高位槽 （見 本題附圖）。反應(yīng)器液面上方保持 25.9X 103Pa的真空度， 高位槽液面上方為大氣壓。 管道為®76 mm X 4 mm的鋼管，總長為35 m,管線上有兩個全開的閘閥、一個孔板流量計（局部阻力系數(shù)為4）、五個標(biāo)準(zhǔn)彎頭。反應(yīng)器內(nèi)液面與管路出口的距離為17 m。若泵的效率為0.7,求泵的軸功率。（已知溶液的密度為 1073 kg/m3,黏度為6.3m10-4 Pas。管壁絕對粗糙度可取為0.3 mm。）解：在反應(yīng)器液面1-1'與管路出口內(nèi)

24、側(cè)截面2-2間列機(jī)械能衡算方程，以截面1-1'為基準(zhǔn)水平面，得22Ub1p1Ub2p2gzW =gZ2hf2P2；式中Zi=0 , z2=17 m , ub1=020.如本題附圖所示，貯槽內(nèi)水位維持不變。槽的底 部與內(nèi)徑為100 mm的鋼質(zhì)放水管相連，管路上裝有一個閘閥，距管路入口端 15 m處安有以水銀為指示液的 U管 壓差計，其一臂與管道相連，另一臂通大氣。壓差計連接 管內(nèi)充滿了水，測壓點與管路出口端之間的直管長度為20m。（1）當(dāng)閘閥關(guān)閉時，測得 R=600 mm、h=1500 mm； 當(dāng)閘閥部分開啟時，測得 R=400 mm、h=1400 mm。摩擦 系數(shù)K可取為0.025,管

25、路入口處的局部阻力系數(shù)取為0.5。問每小時從管中流出多少水（m3） ?（2）當(dāng)閘閥全開時，U管壓差計測壓處的壓力為多少 摩擦系數(shù)仍可取0.025。）Pa （表壓）。（閘閥全開時Le/d=15,解：（1）閘閥部分開啟時水的流量在貯槽水面1-1'與測壓點處截面2-2間列機(jī)械能衡算方程，并通過截面2-2的中心作基準(zhǔn)水平面，得 22gZ1 S+Pi=gZ2 +u2+反+£hf1 2（a）2:2P式中P1=0（表）P2 = ：HggR ：H2ogR =(13600 9.81 0.4 1000 9.81 1.4 Pa =39630Pa (表)Ub2=0, Z2=0Z1可通過閘閥全關(guān)時的數(shù)

26、據(jù)求取。當(dāng)閘閥全關(guān)時，水靜止不動，根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程知:H20g(乙,h) - JggR(b)式中 h=1.5 m, R=0.6 m將已知數(shù)據(jù)代入式（b）得Zi13600 0.6 “-1.51000=6.66m一I . u2215u22二hf,1-2 =('L - c) =2.13ub =(0.025 空 0.5)也=2.13u20.1d 2將以上各值代入式(a),即“ 23963029.81 X 6.66=必 +2.13 Ub21000解得 ub = 3.13m s水的流量為Vs =3600- d2ubT3600 0.785 0.12 3.13 m3 s =1.43m3 s4（2

27、）閘閥全開時測壓點處的壓力在截面1-1與管路出口內(nèi)側(cè)截面 3-3間列機(jī)械能衡算方程，并通過管中心線作基準(zhǔn)平面，得22gz1 喈=gZ3 +詈 +爺 +£hf,1 3（ c）式中Z1=6.66 m , Z3=0, ub1=0, p1=p3飛3=（, £ .瀉=os喑 15） 0.5.刖：將以上數(shù)據(jù)代入式（c）,即229.81 X 6.66=巴+4.81 ub2解得 ub = 3.13m s再在截面1-1'與2-2'間列機(jī)械能衡算方程，基平面同前，得22(d)Ub1p1Ub2p2gz1 +y +- =gz2+下 +2X12式中z1=6.66 m, Z2=0, U

28、b1 r=0, Ub2=3.51 m/s, p1=0 (表壓力).二.hf,1 2°.02啥3.512 .0.5 J kg =26.2J kg將以上數(shù)值代入上式，則23.512 P29.81 6.66 = 26.2解得mm。21000P2=3.30 X 104 Pa （表壓）21.10 C的水以500 l/min的流量流經(jīng)一長為 300 m的水平管，管壁的絕對粗糙度為 有6m的壓頭可供克服流動的摩擦阻力，試求管徑的最小尺寸。解：由于是直徑均一的水平圓管，故機(jī)械能衡算方程簡化為p1 -p2 C hff0.05上式兩端同除以加速度g,得P1 -P2g=Z hf /g=6 m (題給)2h

29、f = ?, L巴=6 x 9.81 J/kg =58.56 J/kg d 2(a)UbVs500 1032s0.01062d-d 260 - d244將Ub代入式（a）,并簡化得 54d5 =2.874 10 入與Re及e/d有關(guān)，采用試差法，設(shè)F0.021代入式（b）,求出d=0.0904m。下面驗算所設(shè)的入值是否正確：(b)ed =0.05 10 3 0.0904 =0.0005532ub =0.01062 0.0904 m.s=1.3ms10 C水物性由附錄查得產(chǎn)1000 kg/m3,斤130.77 x 10-5Pa sRe=dubP J0.0904 1.3 10000 130.77

30、105=8.99 104由e/d及Re,查得 F0.021習(xí)題22附圖20.5U22941792.45， 1.5(1)故 d =0.0904m = 90.4mm22.如本題附圖所示，自水塔將水送至車間， 輸送管 路用 加14mm<4mm的鋼管，管路總長為 190 m （包括管 件與閥門的當(dāng)量長度，但不包括進(jìn)、出口損失）。水塔內(nèi)水面維持恒定，并高于出水口 15 m。設(shè)水溫為12 C,試 求管路的輸水量（m3/h）。解：在截面11'和截面2-2'之間列柏努利方程式， 得 22P1 u1 Q P2 u2-2 gZ1-2 gZ2hf p =1.0133M105Pa； p2 =1.

31、0133M105Pa； Z2Z1=15.0m； U1 為0u2l v le2 =g Z1 -Z2 -v hf =9.8 15- d2 ' l +Z leu2 I 九+1.5 卜294I d米用試差法，假設(shè)叫=2.57 m sdu P 則 Re=5= 2.19 100.106 2.57 999.85124.23 10取管壁的絕對粗糙度為0.2 mm,一、.e 02則管壁的相對粗糙度為 -=02為0.0019d 106查圖1-22 ,得"0.024代入式（1）得，U2 =2.57 m s故假設(shè)正確，u2 = 2.57m. s管路的輸水量3.14o“aV=u2A =2.57 0.1

32、14 -2 0.0042 3600m3. h = 81.61m3 h423.本題附圖所示為一輸水系統(tǒng)，高位槽的水面維持恒定，水分別從 BC與BD兩支管排出，高位槽液面 與兩支管出口間的距離均為11 °AB管段內(nèi)徑為38 m、長為58 m； BC支管的內(nèi)徑為 32 mm、長為12.5 m； BD 支管的內(nèi)徑為26 mm、長為14 m,各段管長均包括管 件及閥門全開時的當(dāng)量長度。AB與BC管段的摩擦系數(shù)九均可取為0.03。試計算（1）當(dāng)BD支管的閥門關(guān) 閉時，BC支管的最大排水量為多少（m3/h）； （2）當(dāng)所 有閥門全開時，兩支管的排水量各為多少 （m3/h）? （BD 支管的管壁絕對

33、粗糙度，可取為0.15 mm,水的密度為1000 kg/m3,黏度為 0.001Pas。）習(xí)題23附圖解：（1）當(dāng)BD支管的閥門關(guān)閉時，BC支管的最大排水量在高位才t水面1-1與BC支管出口內(nèi)側(cè)截面 C-C,間列機(jī)械能衡算方程，并以截面C-C,為基準(zhǔn)平面得式中故22gz ub1 R =gzC 膽生、"2:"2：Z1=11 m, zc=0, ub1=0)P1=pc2u+£hf =9.81 X 11=107.9J/kg2(a)將式將式-hf = hf, AB .一 hf ,BChf,AB- hf, BC(b)一2,L % Le.、 Ub,AB二(' c)d22

34、58Ub,AB2二(0.030.5) =23.15UbAB0.038212.5 u= (0.03 )0.032/ dBC 2Ub,AB =(7) ub,BCdAB(e)代入式(b)得2 b,BC22= 5.86ub, bc2 ubAB4 2 2 ub,BC 0.5ub,BC£hf,AB =23.15M0.5u：bc2-11.58ub,BC(c)(d)(e)(f)（f）、（d）代入式（b）,得% h =11.5&2,BC5.86U2,BC2b,BCUbC=U b,BC， 并以匯hf值代入式（a）,解得Ub,Bc=2.45 m/sVbc=3600X -X 0.0322X 2.45

35、 m3/h=7.10 m3/h4（2）當(dāng)所有閥門全開時，兩支管的排水量根據(jù)分支管路流動規(guī)律，有(a)2.2gZC 巖,隼 Thf,BC =gZD -2D W < hf,BD兩支管出口均在同一水平面上，下游截面列于兩支管出口外側(cè)，于是上式可簡化為hf, BC-'' hf, BD.二 hf,BC2/ L -LeUb,BC=( '，- cD )12.5= (0.03 1)0.03222Ub,BC2=6.36Ub,Bc214Ub,BD2hf,BD =(1)= (269.2 Z，, -0.5)ub,BD0.0262將Zhf,Bc、£hf,BD值代入式（a）中，得2

36、26.36ub,BC = (269.2/. 0.5)Ub,BD(b)分支管路的主管與支管的流量關(guān)系為Vab=Vbc+Vbd.2.2.2dABUbAB =dBCUb,BC . dBDUb,BD2220.038 Ub,AB =0.032 U b,BC 0.026 Ub,BD上式經(jīng)整理后得Ub,AB =0.708Ub,BC0.469Ub,BD在截面1-1'與C-C間列機(jī)械能衡算方程，并以 C-C為基準(zhǔn)水平面，得2.2Ub1p1Ub,CpCgz1y=gzC' hf上式中Zi=11 m, zc=0, Ub1 = 0, Ub, c"。上式可簡化為、hf 二、,hf,AB、hf,B

37、C =107.9J kg前已算出 '、hf,AB =23.15Ub,AB.-hf,BC =6.36Ub,BC(c)(d)因此 23.15U2,AB +6.36U2,BC =107.9在式（b）、（c）、（d）中，Ub,AB、Ub,BC、Ub,BD即入均為未知數(shù)，且 入又為Ub,BD的函數(shù)，可 采用試差法求解。設(shè)Ub,BD=1.45 m/s,則Re =dUb P=0.26 1.45 100031 10二377000.15ed =0.0058 26查摩擦系數(shù)圖得在0.034。將入與Ub,BD代入式（b）得6.36U2,BC =(269.2 父0.034 +0.5)X1.452解得 Ub,B

38、C =1.79m/s將 Ub,BC、Ub,BD 值代入式(C),解得u b,AB =(0.708 M 1.79 + 0.469 父 1.45 )m/s =1.95 m/s將Ub,AB、Ub,BC值代入式（d）左側(cè)，即 _2 _2 23.15 1.952 6.36 1.792 =108.4計算結(jié)果與式（d）右側(cè)數(shù)值基本相符（108.4=107.9）,故Ub,BD可以接受，于是兩支管的 排水量分別為VBC =3600 - 0.0322 1.79m3 h =5.18m3 h 4-Vbc =3600 : 0.0262 1.45m3, h =2.77m3, h24 .在內(nèi)彳仝為300 mm的管道中，用測速管測量管內(nèi)空氣的流量。測量點處的溫度為 20 C ,真空度為500 Pa,大氣壓力為98.66 x 103Pa。測速管插入管道的中心線處。測壓裝置為微差 壓差計，指示液是油和水，其密度分別為835 kg/m3和998 kg/m3 ,測得的讀數(shù)為100 mm。試求空氣的質(zhì)量流量（kg/h）。解：.：P= 7A _ ：C gR=：1998 835 9.8 0.1Pa =159.74Pa查附錄得，20 C, 101.3