第二章 習(xí)題解答

1、第二章 習(xí)題解答1.一直徑3m的臥式圓筒形貯槽，槽內(nèi)裝滿有密度為940kg/m3的植物油，貯槽上部最高處裝有壓力表，其讀數(shù)為70kPa，求槽內(nèi)最高壓強(qiáng)是多少？解：由靜力學(xué)基本方程式知，槽內(nèi)最高壓強(qiáng)處為臥式圓筒形貯槽內(nèi)液位的最低處。注意：此結(jié)果為相對壓強(qiáng)。2. 用直徑d=100mm的管道，輸送流量為10kg/s的水，如水的溫度為5，試確定管內(nèi)水的流態(tài)。如用這管道輸送同樣質(zhì)量流量的花生油，已知花生油的密度920kg/m3，運(yùn)動黏度=1.087×10-3m2/s，試確定花生油的流態(tài)。解：水溫在5時(shí)的密度、黏度分別為999.8kg/m3、1.547×10-3Pa·s。m/

2、s所以，管內(nèi)水的流態(tài)為湍流。花生油的密度、運(yùn)動黏度分別為920kg/m3、1.087×10-3m2/s。所以，管內(nèi)花生油的流態(tài)為層流。3. 如圖所示，有一輸水系統(tǒng)，輸水管管徑57mm×3.5mm，已知hf（全部能量損耗）為4.5m液柱（44.15Pa），貯槽水面壓強(qiáng)為100kPa（絕），水管出口處壓強(qiáng)為220kPa，水管出口處距貯槽底20m，貯槽內(nèi)水深2m，水泵每小時(shí)送水13m3，求輸水泵所需的外加壓頭。解：根據(jù)題意，如圖所示設(shè)貯槽水面為1-1面，管出口截面為2-2面，列柏努里方程：2-2112m20m題3附圖Z1=2m，Z2=20m，p1=100KPa（絕壓），p2=22

3、0 KPa（絕壓），u1=0，114x45m4. 如圖所示高位槽水面距出水管的垂直距離保持5m不變，所用管路為2114mm×4mm的鋼管，若管路壓力損失2為（1+U2）m水柱9.81×（1+U2）Pa，問：該高位槽每小時(shí)送水量多少？若要使水的流量增加30%，應(yīng)將水箱升高多少？題4附圖解：根據(jù)題意，設(shè)高位槽液面為1-1面，管出口截面為2-2面，列柏努利方程：z1-z2=5m，m3/h=當(dāng)水的流量增加30%時(shí)：若要使水的流量增加30%，則應(yīng)將水箱再升高2.79m。5. 用泵將密度為1081kg/m3，黏度為1.9MPa·s的蔗糖溶液從開口貯槽送至高位，流量為1.5L/

4、s,采用內(nèi)徑25mm的光滑管,管長50m，貯槽液面和管子高位出口距地面高度分別為3m和14m,管出口處表壓為40kPa，整個流動系統(tǒng)局部阻力因數(shù)之和=13.0,若泵效率為0.58,求泵的功率。解： 根據(jù)題意，設(shè)開口貯槽液面為1-1面，管出口截面為2-2面，以地面為基準(zhǔn)面，列柏努利方程：其中：z1=3m，z2=14m，p1=0，p2=40kPa，u1=06. 將溫度為263K的冷凍鹽水（25%CaCl2溶液，相對密度即比重為1.24，黏度為0.007Pa·s）從敞口貯槽送入冷卻設(shè)備，已知貯槽鹽水液面低于管路出口2m，整個輸送管路由50m,規(guī)格為33.5mm×3.25

5、mm的有縫鋼管組成，其中有6個標(biāo)準(zhǔn)彎頭，1個截止閥，2個閘門閥，均為全開，如果要求流量為6m3/h，試求所需泵的揚(yáng)程。局部阻力系數(shù)彎頭設(shè)為1=1.1，截止閥為2=6.4，閘門閥3=0.17,鋼管粗糙度=0.0002m并且冷卻設(shè)備通大氣。解：根據(jù)題意，設(shè)敞口貯槽液面為1-1面，管出口截面為2-2面，列柏努利方程：又因?yàn)閆2-Z1=2，p1=p2，u1=0又其中：1=1.1，2=6.4，3=0.17,=0.5（突然縮?。┐霐?shù)字可得結(jié)果為364.4J/所以H=2+7. 輸送流量12m3/h的水泵，泵出口處壓力表讀數(shù)1.9atm，泵入口處真空表讀數(shù)140mmHg，軸功率1.20kW，電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)290

6、0r/min，真空表與壓力表距離0.7m，出口管與入口管直徑相同。求泵的壓頭H與效率？解：根據(jù)題意，設(shè)泵入口處為1-1面，泵出口處為2-2面，列柏努利方程：Z2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,Hf 0,He=H則：H =0.7+1.9×101325+140760×1013259.81×1000=22.23 m=NeN×100%=9.81×1000×123600×22.231200×100%=60.6%8. 牛奶以48kg/min的流量流經(jīng)某泵時(shí)獲得的壓強(qiáng)升高為70.5kPa

7、，牛奶的密度為1050kg/m3，設(shè)泵的效率為80%，試估算泵所作的有效功率和泵的軸功率。解：根據(jù)題意，設(shè)泵入口處為1-1面，泵出口處為2-2面，列柏努利方程：Z2-Z10m,u1u2,p2-p1=70.5kPa,Hf09. 擬用一臺離心泵以60m3/h的流量輸送常溫的清水，已查得在此流量下的允許吸上真空Hs=5.6m，已知吸入管內(nèi)徑為75mm，吸入管段的壓頭損失估計(jì)為0.5m。試求：若泵的安裝高度為5.0m，該泵能否正常工作？該地區(qū)大氣壓為9.81×104Pa；若該泵在海拔高度1000m的地區(qū)輸送40的清水，允許的幾何安裝高度為多少？當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.02×104Pa。解：對于離心泵，安裝高度公式為：若泵的安裝高度為5.0m，則該泵不能正常工作。查得20下清水的飽和蒸