化工流體流動(dòng)與傳熱課后習(xí)題答案-柴誠(chéng)敬編教學(xué)教材

1、化工流體流動(dòng)與傳熱課后習(xí)題答案-柴誠(chéng)敬編精品文檔17.如本題附圖所示，高位槽內(nèi)的水位高于地面7 m,水從小108 mmW 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)的能量損失可按三hf=5.5u2計(jì)算，其中u為水在管內(nèi)的平均流速（m/s）。設(shè)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)，試計(jì)算（1） A-A'截面處水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除解：（1） A- A'截面處水的平均流速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gZ11 2PlgZ2P2hf（1）式中z1=7 m, ub1 0, p1=0 （表壓）z2=1.5 m, p2=0

2、 （表壓），ub2 =5.5 u2代入式（1）得1229.81 7 9.81 1.5 Ub2 5.5Ub22Ub 3.0m s（2）水的流量（以m3/h計(jì)）3.1423 .3.Vs ub2A 3.0 0.018 2 0.0040.02355m3 s 84.78m3 h418. 20 c 水以2.5m/s的流速流經(jīng)e 38 x 2.5mm勺水平管，此管以奉B形管和另一。53X3m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強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B兩截面的能量損失為1.5J/ kg,求兩玻璃管的水面差（以mm計(jì)）， 并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。習(xí)題

3、9附圖分析：根據(jù)水流過(guò)A、B兩截面的體積流量相同和此兩截面處的伯努利方程列等式求解解：設(shè)水流經(jīng)A、B兩截面處的流速分別為uA、uBUaAa = u bAbu B = (A/Ab ) Ua= (33/47 ) 2X2.5 = 1.23m/s在A、B兩截面處列柏努力方程Zig + u：/2 + Pi/ p = Z 2g+ U22/2 + PJ p + 2 h fZi = Z2 (P 1- P2) / p = 2 h f + (u i2- uj /2g (h1-h 2) = 1.5 + (1.232-2.5 2)/2h1-h 2= 0.0882 m = 88.2 mm19.用離心泵把20c的水從貯槽

4、送至水洗塔頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對(duì)位置如本 題附圖所示。管路白直徑均為中76X 2.5mm,在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66 X 103Pa,水流經(jīng)吸入管與排處管(不包括噴頭)的能量損失可分別按2 hf=2u2, 2hf,2=10u2計(jì)算，由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭連接處的壓強(qiáng)為98.07 x 103Pa (表壓)。試求泵的有效功率。分析：此題考察的是運(yùn)用柏努力方程求算管路系統(tǒng)所要求的有效功率把整個(gè)系統(tǒng)分成兩部分來(lái)處理，從槽面到真空表段的吸入管和從真空表到排出口段的排出管，在兩段分別 列柏努力方程。解：總能量損失2hf=%f+ 1f

5、22U=u2=u=2u+10u2=12u222在截面與真空表處取截面作方程：z 0g+u0 /2+P0/ p=Zig+u/2+Pi/ p+»f , 12(P0-P1) / p= z1g+u/2 + %f 1 . u=2m/sWs=uAp=7.9kg/s在真空表與排水管-噴頭連接處取截面z1g+u2/2+P1/ p+W=Z2g+u2/2+P2/ p+ »f,2 .W= z2g+u2/2+P2/ p+ %f 2 ( z1g+u2/2+P1/ p )=12.5 X9.81+ (98.07+24.66 ) /998.2 X103H0X22=285.97J/kgN= Wew=285.

6、97 X7.9=2.26kw3 21.用壓縮空氣將密度為 1100kg/m的腐蝕性液體自低位槽送到高位槽，兩槽的液位恒定。管路直徑均為6 60 x 3.5mm,其他尺寸見(jiàn)本題附圖。各管段的能量損失為2 h ab=S h%CD=u , Nh f BC=1.18u 。兩壓差計(jì)中的指示液均為水銀。試求當(dāng)R=45mmi h=200mM寸：(1)壓縮空氣的壓強(qiáng)P1為若干？ ( 2) I管差壓方f讀數(shù)R2為多少？解：對(duì)上下兩槽取截面列柏努力方程0+0+P/ p=Zg+0+P/ p+2 h .P1= Zg 計(jì)0+R + p 2 Ji=10X9.81 X1100+1100 (2u2+1.18u2)=107.9

7、1 X103b3498u2在壓強(qiáng)管的B, C處去取截面，由流體靜力學(xué)方程得Pb+兇(x+R) =FC + pg (l%c+x) +p水銀 RgPB+1100X9.81 義(0.045+x) =PC+1100X9.81 義(5+x) +13.6 X103>9.81 XQ.045PB-PC=5.95 X104Pa在B, C處取截面列柏努力方程20+U02+PJ 尸Zg+q/2+PJ p+2 1bc.管徑不變,Ub=U cPb-Pc=p Zg+2 %bc) =1100X (1.18U2+5X9.81) =5.95Xl04Pa u=4.27m/s壓縮槽內(nèi)表壓R=1.23 X105Pa(2)在B, D處取截面作柏努力方程 20+U/2+PJ p= Zg+0+0+21bc+2 %Pb