流体流动-习题课[教育知识]

1、流体流动流体流动 习习 题题 课课 1教书育人 作业中存在的问题作业中存在的问题 1. 1. 计算时未选取进、出口截面与基准水平面，也未画出图形；计算时未选取进、出口截面与基准水平面，也未画出图形； 2. 2. 图形画得太随意，应规范化；图形画得太随意，应规范化； 3. 3. 计算式中不用写量纲，只要保证计算式中的量纲均为计算式中不用写量纲，只要保证计算式中的量纲均为SISI制即可；制即可； 4. 4. 柏努利方程书写错误；柏努利方程书写错误； 5. 5. 压力为表压时，一定要在压力值后面括号内写上压力为表压时，一定要在压力值后面括号内写上“表压表压”二字；二字； 6. 6. g=9.807，

2、最好都与教材上一致；，最好都与教材上一致； 7. 7. 在查取当量长度在查取当量长度le和摩擦系数和摩擦系数值时存在误差；值时存在误差； 8. 8. 有同学物理量后边未写量纲；有同学物理量后边未写量纲； 9. 9. 有个别同学抄他人作业的现象。有个别同学抄他人作业的现象。 2教书育人 例：图中开口的容器内盛有油和水，油层高度 h1=0.7m，密度 3 1 /800mkg ，水层高度h2=0.6m， 3 2 /1000mkg 1）判断下列两关系是否成立 PAPA，PB PB 。 2）计算玻璃管内水的高度h。 密度为 3教书育人 解：（1）判断题给两关系是否成立 A，A在静止的连通着的同一种液体的

3、同一水 平面上 AA PP 因B，B虽在同一水平面上，但不是连通着的同一 种液体，即截面B-B不是等压面，故不成立。 BB PP （2）计算水在玻璃管内的高度h AA PP PA和PA又分别可用流体静力学方程表示 设大气压为Pa 4教书育人 21 ghghPP aA水油 aA PghP 水 AA PP ghPghghP aa水水 油 21 h10006 . 010007 . 0800 mh16. 1 5教书育人 例例 如附图所示，常温水在管道中流过。为测定如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力两点的压力 差，安装一差，安装一U型压差计，试计算型压差计，试计算a、b两点的压力差为

4、若干？已知两点的压力差为若干？已知 水与汞的密度分别为水与汞的密度分别为1000kg/m3及及13600kg/m3。 6教书育人 1 2 3b 3a 60mm 100mm 50mm 50mm 体积流量体积流量:2.5510 3m3/s 求水在各段管内的速度求水在各段管内的速度 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教书育

5、人 0kPa A B C 2160kPa 11 22 oo 从容器从容器A A用泵用泵B B将密度为将密度为890kg/m3油品输送到塔油品输送到塔C顶部。容器内与塔顶部。容器内与塔 顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为114mm4 mm。油品的。油品的 输送流量为输送流量为5.4104kg/h，输送管路的全部阻力损失为，输送管路的全部阻力损失为122 J/kg，试求，试求 泵的有效功率。泵的有效功率。 (1)确定输送设备的有效功率或确定输送设备的有效功率或We 8教书育人 解：取容器解：取容器A内液面为截面内液面为截面1-1，管路出口处为截面，管路出口

6、处为截面2-2，并以，并以O-O为基为基 准水平面。列截面准水平面。列截面1-1和和2-2间的柏努利方程式。间的柏努利方程式。 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(表压表压)，p2=2.16106 Pa(表压表压)，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 则泵的有效功率为：则泵的有效功率为： 9教书育人 11 22解：取回流罐内液面为截面1-1，塔内回流管出口处为截面 2-2，并以截面1-1为基准水平面。列截面1-1和2-2 间的柏努利方程式。 22 1122 12 22 ef upup gzWgzE 已知：p1=2.0106 (表压)，p2=1.3106 Pa (表压)，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，这是 由于流体在管内流动时，位能和静压能相互转换的结 果。 17教书育人 例：分别计算下列情况下，流体流过例：分别计算下列情况下，流体流过763mm、长、长10m 的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。 （1）密度为）密度为910kg/m3、粘度为、粘度为72cP的油品，流速为的油品，流

9、速为1.1m/s； （2）20的水，流速为的水，流速为2.2 m/s。 解解: (1)油品：油品：2000973 1072 1 . 191007. 0 Re 3 ud 流动为层流流动为层流, 摩擦系数可从摩擦系数可从Moody磨擦系数图查取磨擦系数图查取,也可也可 以用下式计算以用下式计算 : 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教书育人 （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 流动为湍流流动为湍流, 求摩擦系数尚需知道相对粗糙度求摩擦系数尚需知道相对粗糙度/d , 查表查表1-1，取，取 钢管的绝对粗糙度为钢管的绝对粗糙度为0.2mm， 00286. 0 70 2 . 0 d 根据根据Re=1.53105及及/d0.00286查图查图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教书