流体流动答案

1、【0-1】1m3水中溶解 0.05kmolCO2,试求溶?中 CO2的摩尔分数,水的密度为 100kg/m3.【0-3】1000kg 的电解液中含 NaOH 质量分数 10%、分数 80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶别离后的浓缩液中含(1)水分蒸发量；(2)别离的食盐量；(3)食盐别离后的浓缩 NaOH 量保持一定.浓缩液中NaOH1000 x0.l=100kgNaOH=0.5质量分数NaOH000X0.l=100kgNaCl=0.02质量分数H2O1000X0.8=800kgH2O=0.48质量分数在全过程中,溶液中 NaOHt 保持一定,为 100kg浓缩液量为 100/0.5200kg2

2、00kg 浓缩液中,水的含量为浓缩液中 NaCl 的含量为 200X0.02=4kg,故别离的 NaCl 量为 100-4=96kg第一章流体流动流体的压力【1-1】容器 A 中的气体表压为 60kPa,容器 B 中的气体真空度为 1.2104Pa.试分别求出 A、B 二容器中气体的绝对压力为假设干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力.解标准大气压力为 101.325kPa容器 A 的绝对压力PA101.325+60161.325kPa容器 B 的绝对压力 pB101.3251289.325kPa【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和 157kPa,当地大气压力为 101.3k

3、Pa.试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕.解水 1000kg/m3CO2的摩尔分数【0-2】 在压力为甲醇的饱和蒸气压1000L3kmol/m18005x.8991000.005.18101325Pa、温度为10425c 条件下,甲醇在空气中到达饱和状态.试求:PA；(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数NA、质量分数A、浓度CA、质量浓度解A表不.(1)甲醇的饱和蒸气压 pA157499lgPA7.19736.pA25238.8616.9kPa(2) 空气中甲醇的组成摩尔分数VA16.9101.3250.167质量分数0.16732浓度 cAPART质量浓度0.16732(

4、10.167)6.821038.314298cAMA=6.82103320.18129kmol/m30.218kg/m3NaCl 的质量分数 10%、H2O 的质量NaOH50%、NaCl2%、H2O48%,均为质量分数.试求:液量.在全过程中,溶液中的解电解液 1000kg200 x0.48=96kg,故水的蒸发量为 800-96=704kg.word.zl.解进口绝对压力 p 进 101.31289.3kPa出口绝对压力 p 出 101.3157258.3kPa进、出口的压力差p157(12)15712169kPa 或 p258.389.3169kPa流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合

5、液中,正庚烷的摩尔分数为的密度.解正庚烷的摩尔质量为 100kg/kmol,正辛烷的摩尔质量为将摩尔分数换算为质量分数流体静力学【1-6】如习题 1-6 附图所示,有一端封闭的管子,装入假设干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出 2m,当地大气压力为 101.2kPa.试求：1管子上端空间的绝对压力；2管子上端空间的表压；3管子上端空间的真空度；4假设将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面 2m,h=2m 水柱.1管子上端空间的绝对压力 p 绝0.4,试求该混合液在 20c 下114kg/kmol.正庚烷的质量分数温短.,369正辛烷的质量分数1

6、0.3690.631从附录四查得混合液的密度20c 下正庚烷的密度1m03690631.1684kg/m3,正辛烷的密度为2703kg/m33696kg/m【1-4】温度68470320C,苯与甲苯按 4:6 的体积比进展混合,求其混合液的密度.解 20c 时,苯的密度为 879kg/m3,甲苯的密度为3867kg/m.混合液密度3m8790.48670.6871.8kg/m【1-5】有一气柜,满装时可装 6000m3混合气体,混合气体各组分的体积分数为H2N2COCO2CH40.40.20.320.070.01操作压力的表压为 5.5kPa,温度为 40C.试求：1混合气体在操作条件下的密度

7、;混合气体的量为多少 kmol.(2)解 T27340313K,p101.35.5 混合气体的摩尔质量Mm20.4280.2280.3244(1)混合气体在操作条件下的密度为pMmm-RF106.8kPa(绝对压力)0.07160.0118.6kg/kmol10681863二.0,763kg/m8.3143132混合气体 V6000m3,摩尔体积为Mm18.63m/kmol0.763混合气体的量为VnMm60000.763246kmol18.6在水平面11处的压力平衡,有.word.zl.皆为水.假设指示液读数为 R150mm,试求 A、B 两点的压力差.解等压面 11,6p1p1PAH 水

8、gp1PB0.5HR 水 gR 汞 g由以上三式,得PAPBR 汞 g0.5R 水 g3R0.15m,汞 13600kg/m,pAp0.15136009.810.50.1510009.813_一一13.6410Pa13.64kPap 绝 gh 大气压力p绝 10120010009.81281580pa(绝对压力)(2)管子上端空间的表压 p 表p 表 p 绝-大气压力=8158010120019620Pa(3)管子上端空间的真空度 p 真p 真=-雄=-1962019620Pa(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度 h1水 hhCCI4常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为CCI41594kg/m3

9、习题 1-6 附图h竺吗1.25m1594【1-7】在 20c 条件下,在试管内先装入 12cm 高的水银,再在其上面装入 5cm水银的密度为 13550kg/m3,当地大气压力为 101kPa.试求试管底部的绝对压力为多少高的水.Pa.解水的密度水=998kg/m3p1011030.12135500.059989.81117.4【1-8】如习题 1-8 附图所示,容器内贮有密度为容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的高度分别为压为29.4kPa.试求：(1)压差计读数指示液密度为103Pa1250kg/m3的液体,液面高度为2m 及 1m,容器上部空间的压力3.2mo表1400kg/m3；(2

10、)A、B 两个弹簧压力表的读数.解容器上部空间的压力 p29.4kPa(表压)液体密度1250kg/m3,指示液密度.1400kg/m3(1)压差计 t 实数 R=?在等压面 11上?p1p1P3.21hRgp11p3.221hgR0gp2.2hRgp2.2hgRgRg00因 g00,故 R033(2)pAp3.21g29.4102.212509.8156.410PapBp3.22g29.41031.212509.8144.1103Pa【1-9】如习题 1-9 附图所示的测压差装置,其U 形压差计的指示液为水银,其他管中A习题 1-8 附图习题 1-10 附图60mm3.5mm.内管中有密度为

11、 1150kg/m3、流量为 5000kg/h 的冷冻盐水流动.内、外管之间的环隙有绝对压力为 0.5MPa 进、出口平土匀温度为 0C,流量为 160kg/h 的气体流动.在标准状态下(0,101.325kPa),气体的密度为 1.2kg/m3.试求气体和盐水的流速.解液体 1150kg/m3内管内径 d 内 33.53.25227mm0.027m液体质量流量 qm5000kg/h,体积流量 qv、六、击 qv5000/1150流速 u 液 2.11m/sd2内 360040.0272气体质量流量 qm160kg/h.word.zl.为测量 A、B 两截面间的压力差,安装了两个串联的U 形管

12、压差计,指示液为汞.测压用的连接收中充满水.两U 形管的连接收中,充满空气.假设测压前两U 形压差计的水银液面为同一高度,试推导A、B 两点的压力差 p 与液柱压力汁的读数RR2之间的关系式.解设测压前两U 形压差计的水银液面,距输水管中央线的距离为在等压面 22处uRRiR2P2PAH水 gR 汞 g-2 一气 g,.R2-p2pBH_2-水gR2汞g因 P2P2,由上两式求得pApB(RR)汞g2因气水水故PAPBRiR2汞一方 g1-11力了排除煤气管中的少量积水,附图所示水封设备,使水由煤气管路上的垂直管排出.煤气压力为 10kPa表压,试计算水封管插入液面下的深度 h 最小应为假设千

13、米.3P1010解 h-1.02m流量与流速【1-12】有密度为 1800kg/m3的液体,在内径为 60mm的管中输送到某处.假设其流速为 0.8m/s,试求该液体的体积流量(m3/h)、质量流量 kg/s 与质量流速 kg/m2s解(1)体积流量比-d2u-0.0620.82.26103m3/s8.14m3/h44(2)质量流量 qmqv2.2610318004.07kg/s(3)质量流速=生=1440kg/(m2s)A-0062.4【1-13如习题1-13 附图所示的套管式换热器,其内管为33.5mm3.25mm,外管为500011503/m/h用如习题 1-11习题 1-11 附图61

14、.20.5105.92kg/m3气体的密度与压力成正比,与温度成反比101325m3/h5.92流速 u 气【1-14如习题 1-14 附图所示,从一主管向两支管输送速约为 1.0m/s,支管 1 与支管 2 中水的流量分别为 20t/h 与 10t/h.试计算主管的内径,并从无缝钢管规格表中选择适宜的管径,最后计算出主管内的流速.密度体积流量 qV20c 的水.要求主管中水的流解水：t20C,主管的流量qm体积流量qV998.2kg/m31000kg/m33,qm1qm2201030t/h3010kg/hq30103330m/h 流速 u1.0m/s1000管径 dqv303600彳u360

15、007851.00.103m103mm选择 108mm4mm 无缝钢管,内径为 d100mm,主管内水的流速qm/360030/3600u1.06m/s-d2(0.1)244连续性方程与伯努利方程【1-15】常温的水在如习题 1-15 附图所示的管路中流动.在截面管内径为 200mm,截面 2 处的管内径为 100mm.由于水的压力,截面柱.试计算在截面 1 与 2 之间所产生的水柱高度差解UI0.5m/sh 为多少忽略从1 处的流速为 0.5m/s,1 处产生 1m 高的水1 到 2 处的压头损失?d1d1U2UId20.2m,d220.50.1m(2)22m/sPIP22U2PP1p22U

16、I1.87518752P2U222220.51.8752g10009.810.191m191mm160/5.925.67m/s.word.zl.习题 1-16 附图习题 1-15 附图另一计算法hg计算液柱高度时,用后一方法简便.【1-16在习题 1-16 附图所示的2P1U1P22U2g2gg2g22U2U1220.522g2 9.810.191m水平管路中,水的流量为 2.5L/S.管内径 d15cm,d22.5cm,液柱高度 h11m.假设忽略压头损失,试计算收缩截面2 处的静压头.水的体积流量qv截面 1 处的流速U1qV-d1242.5L/S2.525103103m3/s,1.274

17、m/s0052截面 2 处的流速U2d1U1一d21.2740.05在截面 1 与 2 之间列伯努利方程,0.025忽略能量损失.25.1m/sPig2P1U1g2g%1210.0251.27429.81P2g0.05方2-h22U22g0.02525.19.81截面 2 处的静压头 h20.218m 水柱负值表示该处表压为负值,处于真空状态.【1-17 如习题 1-17 附图所示的常温下操作的水槽,下面的出水管直径为 57mm3.5mm.当出水阀全关闭时,压力表读数为 30.4kPa.而阀门开启后,压力表读数降至20.3kPa.设压力表之前管路中的压头损失为试求水的流量为多少 m3/h?解出

18、水阀全关闭时,压力表读数能反映出水槽的水面距出水管的高度 I0.5m 水柱,30.4kPa表压h三二习题 1-17 附图P 表 30.4103g10阀门开启后,压力表读数39.813.1mP220.3kPa表压从水槽外表至压力表处的管截面列出伯努利方程,以求出水管的流速U2ZI2P21U2+g2g乙 h3.1m,HfHf0.5m水柱.word.zl.水的流量3.1U2320.3101039.813.23m/s2日0.529.810.05mqv-d2U20.0523.236.3444103m3/s22.8m3/h【1-18】 假设用压力表测得输送水、的某段水平等直径管路的压力降均为少米液柱？油密

19、度为880kg/m3h98%硫酸(密度为 1830kg/m3)49kPa.试问三者的压头损失的数值是否相等？各为多解从伯努利方程得知,等直径水平管的压头损失 Hf与压力降 p 的关系为 Hf巳.gHf水水 g4910310009.81491038809.814.99m 水柱5.68m 油柱H-=PHf硫酸硫酸g【1-19如习题 1-19 附图所示,有一4910318309812.73m 硫酸柱高位槽输水系统,管径为57mm3.5mm.水在管路中流动的机械能损失为2hf4.55(U为管内流速).试求水的流量为多少的流量增加 20%,解管径 d机械能损失应将高位槽水面升高多少米?0.05m,2hf

20、4.52(1)以流出口截面处水平线为基准面,Z15m,Z20,2也万UI4.50,u22U2水的流量(2)qVZ1g23(uU24.22m/s,2CvdU244.524.228.29103m3/s29.8310.2CV1.2qVU21.2U21.24.225.06m/s2)2Z1高位槽应升高【1-20】223( (上上75) )7.18m9.817.1852.18m如习题 1-20 附图所示,用离心泵输送水槽中的常温水.泵的吸入管为32mm2.5mm,管的下端位于水面以下 2m,并装有底阀与拦污网,该处的局部压头损失为m3/h22处的真空度为.1ii2为.试求：22g面的表压.39.2kPa,

21、由 11截面至 228?.假设截面2g2截面的压头损失吸入管中水的流量,m3/h；(2)吸入口 11截解管内1000kg/m3径 d0.0320.002520.027mm,水密度.word.zl.截面 22处的表压 P239.2kPa,水槽外表 p10表压(1)从 00至 22,11为基准面,.word.zl.压头损失HfZo2,Z25m,uo2228 上+1%=81%2g22g22g27P0U0P2ZOZ2g2gg32co39.2103U20320,U22U22g18_Hf2U229.81u21.43m/s水的流量 qVd2U23600(0027)21.4336002.95m3/h44(2)

22、从 11至 22,ZI0,Z252PlP21U2Z2二二gg22gp139.210311.4321000981100098122981流体的黏度【1-21】当温度为 20c 及 60c 时,从附录查得水与空气的黏度各为多少？说明黏度与温度的关系.解 20C60C水 1.005103Pas0.469103Pas空气 18.1106Pas20.1106Pas水温度升高,黏度减小；空气温度升高,黏度增大.雷诺数与流体流动类型【1-22】其流动类型.25c 的水在内径为 50mm 的直管中流动,流速为 2m/s.试求雷诺数,并判断水的黏度 0.8937103Pas,密度997kg/m3,管内径 d0.

23、05m,流速u2m/sduRe 一【1-23】g 驾1.12IO54000 为湍流 0.893710温度为 20C、流量为 4L/s 的水,流动类型;解(2)在一样的条件下,水改为运动黏度为330.05m,qV410m/s,1.005在4.410流速qVd24雷诺数Re4du41032.038m/s(0.05)20.052.038998.21011.005103.105(2)v4.4cm2/s雷诺数duRev4.4104m0.052.0384.41042/s232200M 层流【1-24】 20c 的水在 219mm6mm 的直管内流动.57mm3.5mm的直管中流动,试判断cm2/s的油,试

24、判断流动类型.Pas,3998.2kg/m4000 为湍流试求:(1)管中水的流量由小变大,当到达多少 m3/s 时,能保证开场转为稳定湍流；2假设管内改为运动黏度为 0.14cm2/s 的某种液体,为保持层流流动,管中最大平均流速应为多少?这两个直管的摩擦阻力损失一样,为解水,duRe20C,40003998.2kg/m,0.207u998.21.005103_31.00510Pas,d0.207mu0.01945m/s体量流量 qV-d2u0.20720.019456.54104m3/s44_2_42(2)0.14cm/s0.1410m/sdu0.207uRe20004u0.135m/s0

25、.14104管内流体流动的摩擦阻力损失【1-25如习题 1-25 附图所示,用 U 形管液柱压差计测量等直径管路从截面 A 到截面B 的摩擦损失 hf.假设流体密度为,指示液密度为0,压差计读数为 Ro 试推导出用读数 R 计算摩擦损失 hf的计算式.解从截面 A 到截面 B 列伯努利方程,截面 A 为基准面,那么得PAPBHghfpPAPBHpghf液柱压差计 1-1 为等压面PARgPBHgR0gpPAPBR0由式1与式 2 得卜 ROghf此式即为用 U 形管压差计测量流体在两截面之间流动的摩擦损失的计算式.【1-26如习题 1-26 附图所示,有 57mm3.5mm 的水平管与垂直管,

26、其中有温度为 20c 的水流动,流速为 3m/s.在截面 A与截面 B 处各安装一个弹簧压力表,两截面的距离为 6m,管壁的相对粗糙度/d0.004.试问这两个直管上的两个弹簧压力表读数的差值是否一样？如果不同,试说明其原因.如果用液柱压差计测量压力差,那么两个直管的液柱压力计的读数 R 是否一样？指示液为汞,其密度为 13600kg/m3.解管内径 d0.05m,水的温度 t=20C密度 998.2kg/m3,黏度 1.004103Pas,流速 u3m/s干生协 cdu0.053998.25、曲保雷箱致 Re31.4910 俪流1.004103管壁相对粗糙度查得摩擦系数0.004d0.029

27、3hf1弹簧压力表读数之差值600293-0.0515.8J/kg.word.zl.水平管在 A、B 两截面列伯努利方程因ZAZB,UAUB,故得PAPBhf998.215.815770Pa15.77kPa垂直管在 A、B 两截面间列伯努利方程,以截面 A 为基准面,ZA0,ZBL6m,UAUBPA7PB 卜卜=gZBhfgZBhf998.29.816998.215.874530Pa74.53kPaPAPB大于水平管的PAPB.这是由于流体在垂直管中从下向上流动时,位能增大而静压能减小.2U 形管液柱压差计的读数 R水平管与前面一样,由伯努利方程得PAPBhf另从 U 形管压差计等压面处力的平

28、衡,求得PARgPBR 汞 g垂直管与前面一样,由伯努利方程得PAPBgLhf另从 U 形管压差计等压面处力的平衡,求得PARgPBLgR 汞 gPAPBLgg汞由式 c 与式 d,求得g汞从上述推导可知,垂直管与水平管的液柱压差计的读数 R 一样.有了读数 R 值,就可以分别用式 b 及式 d 求得水平管及垂直管的PAPB.【1-27】有一输送水的等直径内径为d垂直管路,在相距H高度的两截面间安装一U 形管液柱压差计.当管内水的流速为 u 时,测得压差计中水银指示液读数为 Ro 当流速由u 增大到 u时,试求压差计中水银指示液读数 R是R的多少倍.设管内水的流动处于粗糙管完全湍流区.解从习题

29、 2-25 与习题 2-28 可知,U 形管液柱压差方f的读数 R 与两截面间流体流动的摩擦损失 hf成正比,即 Rhf.又知道,在粗糙管完全湍流区为阻力平方区,即摩擦损失 hf与流体流速 u 的平方成正gZAPA2UATgZBPB2B2hfPAPB上述计算结果说明,垂直管的PAPBRg汞由式 a 与式b,求得hf998.215.8R0.1276m 汞柱b127.6mm 汞柱c比,hfu2.word.zl.由上述分析可知因此Ru2R示【1-28 水的温度为中流动.此管为光滑管.其摩擦损失.Ru22RRu10C,流量为 330LZh,在直径(1)试计算此管路的摩擦损失；57mm3.5mm、(2)

30、假设流量增加到长为 100m 的直管990LZh,试计算解水在 10c 时的密度滑管.999.7kg/m3,黏度1.306103Pas,d0.05m,l100m,光(1)体积流量qv流速qv3,330L/h0.33m/h03300467.m/s雷诺数3600-d4duRe360000524.0.050.0467999.7摩擦系数641.30610364003581787层流Re摩擦损失hf(2)体积流量因流量是原来的qV1787lu2-00358d2990L/h0.991000.05m3/h(0.0467)2(=0.0781J/kg3 倍,故流速 u0.046730.14m/s雷诺数 Re17

31、8735360 湍流对于光滑管,摩擦系数0.3164也可以从摩擦系数Re0.25与雷诺数用 Blasius 方程式计算03164一0250.037(5360)25Re 的关联图上光滑管曲线上查得,0.037.摩擦损失 hf2lu=0.037d2100(0.14)0.052-2-=0725J/kg【1-29】试求以下换热器的管间隙空间的当量直径：式换热器外管为 219mm9mm,内管为 114mm4mm;换热器外壳内径为 500mm,列管为 25mm2mm 的管子内管外曾/一一.-TTL(1)如习题1-29 附图(a)所示,套管(2)如习题 1-29 附图(b)所示,列管式174 根.习题 1-

32、29 附图d10.114m,外管内径 d20.201m解(1)套管式换热器,内管外径当量直径 ded2d10.201(2)列管式换热器,外壳内径0.1140.087md20.5m,换热管外径d10.025m,根数 n174 根当量直径 de(d24(d2,2、nd1)nd/(0.5)2174(0.025)20517400250.0291m【1-30】 常压下35c 的空气,以 12m/s 的流速流经120m 长的水平管.管路截面为长方形,高 300mm,宽200mm,试求空气流动的摩擦损失,设0.0005.de解空气,t35C,1.147kg/m3,18.85106Pas,流速 u12m/s.

33、管路截面的高.word.zl.用.如习题 1-31 附图所示,当管内充满液体,一端插入液槽中,另一端就会使槽中的液体自动流出.液体密度为1000kg/m3,黏度为 1mPas.为保持稳态流动,使槽内液面恒定.要想使输液量为 1.7m3/h,虹吸管出口端距槽内液面的距离【1-32如习题 1-32 附图所示,有黏度为 1.7mPas、密度为 765kg/m3的液体,从高位槽经直径为 114mm4mm 的钢管流入表压为 0.16MPst 勺密闭低位槽中.液体在钢管中的流速为1m/s,钢管的相对粗糙度/d0002,管路上的阀门当量长度 le50d.两液槽的液面保持不变,试求两槽液面的垂直距离 H.解在

34、高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算 H,以低位槽液面为基准面.p10表压,p20.16106Pa,两槽流速 u1u20,Z1H,Z20,管内流速 u1m/s,管径 d0.106m液体密度 765kg/m3,黏度 1.7103Pas.word.zl.a0.3m,宽 b0.2m.当量直径雷诺数Re2ab20.30.20.24mab0.30.2如0.24121471.75105湍流18.85106一0.0005,de查得=0.0192,l120m摩擦损失hf【1-31】把内径为lu2巧20mm、12012200192-691J/kg0242长度为 2m 的塑料管光滑管,弯成倒 U 形,作为虹

35、吸管使h 需要多少米?解 d0.02m,l流速 u-qV2m,1.7/3600103kg/m3,=1mPas,体积流量卬 1.7m3/h1.504m/s一 d2-002244.从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式,duRehu2lh2gd0.021.5041000以虹吸管出口截面为基准面2u2g110光滑管,查得 0.0235,管人口忽然缩小U 形管回弯头1.5,33.01104湍流0.520.020.5150421.5:0.617m29.81习题 1-32 附图0.0235干生协 cdu0.106176542雷祐数 Re34.7710 俪流1.710/d0.002,查得 0.026

36、7lleU2【1-33如习题 1-33 附图所示,用离心泵从河边的吸水站将 20c 的河水送至水塔.水塔进水口到河水水面的垂直高度为 34.5m.管路为 114mm4mm 的钢管,管长 1800m,包括全部管路长度及管件的当量长度.假设泵的流量为 30m3/h,试求水从泵获得的外加机械能管长 l30弯头 0.75160190m,阀门匕 d50,高位槽的管入口 0.5,低位槽管出口=1,90g0.161067659.81d2g1900.0267500.1060.510.751229.8123.9m为多少？钢管的相对粗糙度0.002.d3解水在 20c 时 998.2kg/m,1.004103Pa

37、sd0.106m,lle1800m流量 qV330m/h流速Reduq24d0.10630/36000.9448m/s查得lhf-2(0.106)0.9448998.231.004100.0252擦20.025218000.1069.96104湍流力_209448191J/kg以河水水面为基准面,间列伯努利方程.从河水水面至水塔处的水管出口之外加机械能u2094482Z2g-hf34.59.81.32f2191530J/kg【1-34如习题 1-34 附图所示,在水塔的输水管设计过程中,假设输水管长度由最初方案缩短 25%,水塔高度不变,试求水的流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中的流动在

38、阻力平方区,且输水管较长,可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头.解在水塔高度 H 不变的条件下,输水管长度缩短,输水管中的水流量应增大.从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程,求得Hf_d2g因水塔高度 H 不变,故管路的压头损失不变.管长缩短后的长度 l与原来长度 l 的关系为 l1075l在流体阻力平方区,摩擦系数恒定不变,有.word.zl.失习题 1-33 附图习题 1-34 附图管路计算【1-35】用 168mm9mm 的钢管输送流量为 60000kg/h 的原油,管长为 100km,油管最大承受压力为 15.7MPa.50c 时油的密度为 890kg/m3,黏度为 181mPas.假设

39、输油管水平铺设,其局部摩擦阻力损失忽略不计,试问为完成输油任务,中途需设置几个加压站?100km,qm60000kg/h3890kg/m,181mPas油管最大承受压力为 15.7MPa273加压站数 n31.7415.7需设置 2 级加压,每级管长为 50km,每级的 p27.3/213.65MPa,低于油管最大承受压力.【1-36如习题 1-36 附图所示,温度为 20c 的水,从水塔用 108mm4mm 钢管,输送到车间的低位槽中,低位槽与水塔的液面差为 12m,管路长度为 150m包括管件的当量长度.试求管路的输水量为多少 m3/h,钢管的相对粗糙度/d0.002.解水,t20C,99

40、8.2kg/m3,=1.004103Pas由伯努利方程,得管路的摩擦阻力损失为hfHg129.81118J/kg管内水的流速 u 未知,摩擦系数不能求出.此题属于 l150m、d0.1m、/d0.002、hf118J/kg,求 u 与 qV的问题.故流速的比值为uu流量的比值为0751-155q,vqv1.155HfHf22l(u)lud2gd2g220.751(u)lud2gd2g流量增加了 15.5%0.15m,lqV60000/3600890=0.01873m3/sqV001873.1.06m/sRedu4d201524.0.151.06890181103782 层流6464Re782由

41、于是等直径的水平管路,其流体的压力降为0.0818hf=8900.08181001030.151.0622=2.73107Pa27.3MPa.word.zl.2011180002150lg-372511004103.1500.1998.2 丫 20.11182.55m/s验算流动类型duRe彳署萨2254105湍流体积流量qv2du3600423,0.12.55360072.1m/h4b习题 1-36 附图【1-37如习题 1-37 附图所示,温度为习题 1-37 附图20c 的水,从高位槽 A 输送到低位槽槽的液位保持恒定.当阀门关闭时水不流动,阀前与阀后的压力表读数分别为30kPa.当管路

42、上的阀门在一定的开度下,水的流量为1.7m3/h,试计算所需的管径.B,两水80kPa 与输水管的长度及管件的当量长度共为42m,管子为光滑管.此题是计算光滑管的管径问题.虽然可以用试差法计算,但不方便.最好是用光滑管的摩擦系数计算式署适用于 2.5310Re105与 hf2lUR及 u售,推导一个 hf与CL及 d 之间的计算式.解水在 20c 时 998.2kg/m3,1.004水的流量 1.7m3/h,管长及管件当量长度103Pasl42m阀门关闭时,压力表可测得水槽离压力表测压点的距离HA与 HB.HAHB两水槽液面的距离HHAHB以低位槽的液面为基准面,从高位槽的摩擦损失 hf与 H

43、 的关系式为PAgPBg8.1780103998.29.81330108.17m3.06m998.29.813.065.11mA 的液面到低位槽 B 之间列伯努利方程,得管路对于水力光滑管,hfHg5.119.8150.1J/kghf与 qv及 d 之间的计算式为.25175.hf0.2411警芾d.0.25175.d4.750.241|-qVhf代入数475.d0.241 423 251751.004103(1.7/3600)1.998.250.1求得管内径为 d0.0205m验证 ReX 围习题 1-38 附图(lle)BC2MUC(lle)BD2UD解用试差法求解,设各支管的流体流动处于完全湍流粗糙管的阻力平方区.两根支管的相对粗糙度分别为0.30.00060.000429d270000162.支管 2 的流量du4qvRe1749982.3600d3.141.00410符合计算式中规定的 ReX 围0020529000湍流【1-38如习题 1-38 附图所示,同一水平面,阀门全开.各段管内径及管长水槽中的水由管C 与 D 放出,两根管的出水口位于包括管件的当量长度 分别为ABBCBD50m