化工原理(马晓迅 版) 习题答案 第0-8章 绪论 -精馏

绪论题解

1.8kg「m/s等于多少Nm/s?多少J/s?多少kW?多少kcal/h?

解：查附录1常用物理量的单位及其换算表，可得：

1W=O.OOlkW=1J/s=1N•m/s=0.10197kgf.m/s=0.2389xIO-3kcal/s

所以

8kgfm/s=8x；=78.45J/S=78.45N-m/s=0.07845kW

AvA✓/

由于

0.10197kgf.m/s=0.2389X10-3kcal/s=0.86kcal/h

所以

,0.86,

8kgf-m/s=8x0]0]97=64.47kcal/h

2.在一连续精储塔中，分黄苯和甲苯混合物为两个纯组分。混合物处理量为1000

kmol/h,含苯50%。塔顶苯的摩尔流率为450kmol/h,塔底甲苯的摩尔流率为475kmol/h,

操作处于定态，试求塔顶甲苯的摩尔流率和塔底苯的摩尔流率。

解：由于此操作处于定态，所以累积量A=0；对精储塔进行物料衡算，得：

进料量=塔顶出料量+塔底出料量

即：F=D+W

对苯进行物料衡算，可得：

所以塔底苯的摩尔流量/=F苓一=1000X50%-450=50kmol/h

同理，对甲苯进行物料衡算，可得:

F里茨=。星芳+皿星季

塔顶甲苯的摩尔流量=1000x(l-50%)-475=25kmol/h

3.一换热器中，在1小时内用95kg的393K的饱和水蒸汽将950kg,平均比容为

3.8kJ/(kg-K)的某种溶液从298K加热至353K,蒸汽冷凝成同温度的饱和水排出，试计算此

换热过程的热损失占水蒸汽所提供热量的百分率。

解：查附录5水及饱和水蒸气的物理性质表可知，饱和水蒸汽在393K下的汽化热为2205.3

kJ/kgo对此换热过程进行热量衡算，可得：

输入系统的总热量=输出系统的总热量+热损失

即：£QF=£QD+Q

所以

q=XQF-£QD=m■水葱气x丁点誉气~~m■溶液xq,X(心—心)

所以此换热过程的热损失占水蒸汽所提供热量的百分率为:

w=击二xI。。％

XQF叫油气X7出S气

代入数据，得:

2205.3X95-3.8x950X(353-298)

卬=----------------2205.3X95-------------'X100%=523%

4.分别采用式(0-5)和式(0-4),计算当流量为0.05m3/s的液体越过长度为2m的平顶堰

的堰上液面高度。

解：(1)从教材附录1中查得：lin=0.0245m51USgal=6.309X10-5m3/so课本公

式(0-4)为

应用上式计算首先将所有已知量的单位换算成经验式中规定的单位，换算得

0.05

而我砺=792.5USgal

2

=78.74in

0.0254

将以上数据代入公式(0-4),可得

=0.48x（g）

ow=2.24in

最后再将以单位in表示的结果换算成以单位m表示的结果

how=2.24in=2.24x0.0254=0.057rr.

（2）公式（O・5）是以国际单位制表示的经验公式:

2/3

/iow=0.664（g）

3

将G=0.05m/s>lw=2m,直接代入上式，求得

(竽厂=。.057m

how=0.664x

第一章流体流动习题解答

1.解：(1)latm=101325Pa=760mmHg

真空度二大气压力一绝对压力，表压:绝对压力一大气压力

所以出口压差为

p=0.076x101325-(-0.082xl06)=8.97x104N/m2

(2)由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关,

所以出口压力仍为8.97X10"Pa

2.解：错误!未找到引用源。

混合气体的摩尔质量

Mm=28X0,77+32x0.065+28x0.0384-44x0.071+18x0.056=28.84g/mol

混合气体在该条件下的密度为：

Top28.842732200,

Pm=PmOx7x-=^-x-xm=10.858kg/m^

3.解：由题意，设高度为”处的大气压为p,根据流体静力学基本方程，得

dp=-pgdH

大气的密度根据气体状态方程，得

pM

P=RT

根据题意得，温度随海拔的变化关系为

4.8

丁=293.15十旃”

代入上式得

pMdp

p---------------------------------=-------

R/293.15-4.8x10-2”)gd/i

移项整理得

dpMgdH

~p=~/?(293.15-4.8x10-3H)

对以上等式两边积分，

,dpCHMgdH

=

AOI32S7­JO«(293.15-4.8X10-3H)

所以大气压与海拔高度的关系式为

p293.15-4.8x10-2”

ln101325=713*ln29315

即：

Inp=7.13Xln(l-1.637X1Q-SH)+11.526

(2)已知地平面处的压力为101325Pa,则高山顶处的压力为

“330.

pF=101325x隹=45431Pa

3JRZoo

将错误!未找到引用源。代入上式

In45431=7.13xln(l-1.637x10-5H)+11.526

解得H=6500m,所以此山海拔为6500m。

4.解：根据流体静力学基本方程可导出

p容器一p大气=即(。水一p煤洎)

所以容器的压力为

p容器=p大气+Rg(p点一P煤油)=101.3+8.31x9.81X(995-848)/1000

=113.3kPa

5.解：/?=7?'sina=120xsin30°=60mm

以设备内液面为基准，根据流体静力学基本方程，得

Pi=p0+p0^/?=1013254850x9.81x60x10"=10j8kPa

6.解：(1)如图所示，取水平等压面1—1，，2—7,3—3,与4—4、选取水平管轴心水

平面为位能基准面。根据流体静力学基本方程可知错误!未找到引用源。

同理，有

错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。)

错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。

以上各式相加，得

PA-PB=PiS(^2+RJ-pg02-Zi+Z4-zj

因为错误!未找到引用源。

PA-PB=(pf-p)g(R2+R2)=(13.6-l)x9.81X(0.37+0,28)=80.34kPa

同理，

“一4=St—p)gRj.=3-p)g(Rz+R?)

故单u形压差的读数为

R[=色+R?=037+0.28=0.65m

(2)由于空气密度远小于液体密度，故可认为测压连接管中空气内部各处压强近似相等。

即错误!未找到引用源。

故有错误!未找到引用源。

因为错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

所以错误!未找到引用源。

(13.6-l)x9.81X0.65+1X9.81X0.31=83.68kPa

此测量值的相对误差为

83.68-80.34

-TT-rr-X100%=4.16%

7.解.：(1)在A-A',B-B'两截面间列伯努利方程，得

gZ|+*『W=gZ2+R+,+Z%

P2pl

其中W=0,Z[=Z2，Z%=2.2J/kg

化简为包二江=L(孙2_/2)+2.2

P2

由题目知：输水量%=1.16m3/h=3.22xl()4m3/s

3.22xIQ-4

=1.03m/s

一().785x0.022

分3.22xl()T

0.27m/s

2-,2~0.7X5xO.0392

查表得20℃水的密度为998.2kg/m3

2

所以“I二”2=1(62-w,)+2.2=-(0.272-1.032)+2.2=1.706J/kg

p22

3

p}-p2=998.2x1.706=1.703xlOPa

(2)若实际操作中水为反向流动，同样在A-A,3-夕两截面间列伯努利方程，得

gz2+卫+也-+W=gz.+—+—+V/jf

p2P2z

其中W=0,2)=22，Z%=2.2J/kg

22

化简为———=-(«|-W2)+2.2

P2

由于流量没有变，所以两管内的速度没有变，将已知数据带入上式，得

3

p2-p,=998.2xgx(LOB?-ST??)+2.2=2.689xlOPa

8.解：查表1-3,选取水在管路中的流速为错误!未找到引用源。,则求管径

查附录13进行管子规格圆整，最后选取管外径为83mm,壁厚为3.5mm,即合适的

管径为错误!未找到引用源。。

9.解：(1)管内流体的质量流量

dU

qm=pqv=4P

有上式得出质量流速为

q«

pu=

」dx嘱1200/3600

雷诺数Re=学=—~2丫舵，22=1.06xl05>2000

所以该气体在管内的流动类型为湍流。

(2)层流输送最大速度时，其雷诺数为2000,于是质量流速可通过下式计算：

Reu2000x2x10-5

pu=-T-=----------------------=0.2kg/(m?s)

uu•4

所以层流输送时的最大质量沆量

R2c-c2，

qm=-dpu=0.785x0.2x0.2x3600=22.608kg/h

10.解：（1）根据题意得：错误!未找到引用源。，将上式配方得

u=20y-200y2=-200(y-0.05)2+0.5

所以当错误!未找到引用源。m时管内油品的流速最大，错误!未找到引用源。

（2）由牛顿粘性定律得

du

T=-/i-

dy

其中

du

—=20-400〉

代入上式得管道内剪应力的分布式

T=-^^=-//(20-40Oy)=-60x103(20-400y)

所以管壁处的剪应力错误!未找到引用源。（负号表示与流动方向相反）

4x管道截面积4A

11.解：(1)d=

e润湿周边n

根据题意可算出：AE=40tan3023mm,AD=2AE=46mm

A3=40+2x23=86mm

通道截面积4=-(AB+CD)xDE=-(86+40)x40xl0-6=2.52x10-3m2

22

润湿周边n=ADx2+CD+A3=218mm=0.218m

4x252xl0

-%0,046m

0.218

(2)^,.=40m3/h=0.011m3/s

q0.011…/

u=-----v---=---------------------=6.62m/s

,20.785x0.0462

dj4P0.046x6.62x998.2

Ke=..........-=3.04xIO5>4000

4

故该流型为湍流。

12.解：如课本图1-17,流体在内外管的半径分别为错误!未找到引用源。的同心套管环隙

间沿轴向做定态流动，在环隙内取半径为心长度为L,厚度为dr的薄壁圆管形微元体，运

动方向上作用于该微元体的压力为

P、=2irrdrpi,P2—-2TTTdrp2

作用于环形微元体内外表面的内摩擦力分别为

&=2nrLzr=2nL(rx>r,F2=-2n(r+dr)Lir+dr=-2nL(rr)计必

因微元体作匀速直线运动，根据牛顿第二定律，作用于微元体上的合力等于零，即

271Tdrpx-2TTTdrp2+2nL(rT)r-27rL(rT)r+dr=0

简化后可得

在层流条件下,

du

带入上式可得

d(du\Ap

drVdr)="/zLr

上式积分得

duAp-

「而=一击一+q

Ap.

2

貌=-硒r+CJnr+C2

利用管壁处的边界条件错误!未找到引用源。可得

CL叙以W)/*"会心=嗡时+^^】叫

所以同心套管环隙间径向上的速度分布为

13.解：取桶内液面为1—r截面，桶侧面开孔处的截面为2—7截面，开孔处离桶底距离为

h,从i—r截面至2—2,截面列机械能守恒方程式，得

gZ]+£l+?=gZ2+R+^-+Z勺

P2P?

以2-2，截面为基准面，则错误!未找到引用源.

p（H-W+O+O=O+O+y

化解得错误!未找到引用源。

假设液体的水平射程为X,则

h=zfft2

,---------2h1----2-----（H2

X=u2t=y/2gW-K）x—=2>/-h+hH=2-（/i-yl+—

、g、\z，4

所以当力就误!未找到引用源。时，射程最远，错误!未找到引用源。

14.解：（1）对1—r至2—2,截面间列伯努利方程，可得

5Zi+7T=^Z277

取截面为位能基准面，由题意得错误!未找到引用源。所以

u2=J2g（Z1—z2）=V2x9.81x3=7.67m/s

对1—1，至B—B，截面间列伯努利方程，可得

.Pi.wfJBJW

的+万+彳=料+万+彳

所以

ul,10sx7.672

5K3

PB=PA-pgh-y-=1.01X1O-1OX9.81X1-----------=62.1kPa

（2）虹吸管延长后，错误!未找到引用源。增加使虹吸管出U流速〃增加，从而引起错误!

未找到引用源。降低：当错误!未找到引用源。降至与该温度水的饱和蒸汽压相等（错误!未

找到引用源。时，管内水发生气化现象。由于此时错误!未找到引用源。，故对1—至B—B，

截面间列伯努利方程，可得

的+万+彳=料+5+0

所以

1.01x105-1.992X104

-9.81xl=11.9m/s

103

对1—1，至3—3,截面间列伯努利方程，可得

PAuiPAul

"】十万+了=/3+3+2

所以

11.92

Zmax==-7.22m

2x9.81

（负号表示在i—r截面位置下方）

15.解：如图所示在1-1'和2-2'截面间列伯努利方程式，以A点所在水平面为基准面，则:

2

Q+JZ2+

Pg2g

其中Z]=0,z2=Im,w,=1m/s

由题目已知可得%=%(一)2=1x2?=4m/s

d2

根据流体静力学方程：

0一"2=(zZ])+(2-1)%=1+(1^91-l)x0.2=3.52m

PgP1000

20

_AL£i<Z<1-42

所以Z”,=(4Z2)++=—1+3.52+=1.76m

PS2g2x9.81

16.解：要想将孔盖紧固，则罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力，即：错误!未找

到引用源。

液体在孔盖上产生的压力：

P液体=PghxA=1120x9.81X（10-0.65）xgx0.72=39515N

螺钉能承受的工作应力；

47T7T-

。镇。=3。x106x-xdAxn=30x106x-x0.0152xn=5298.75%

错误!未找到引用源。解得错误!未找到引用源。

所以，要想将孔盖紧固，至少需要8个螺钉。

17.解：（1）取高位槽水面为上游截面1—V,管路出口内侧为下游截面2—2',在两截面之

间列伯努利方程：

22

gZi+a+?=gz2+^+^+Z0/

p2p2

2

以地面为基准面，则Z1=8m,z2=2m,=0,p}=p2=P0>=5.88i/2

化简得（Z]—Z2）g=——K5.88〃2~

回小为16x9.81

u,=J---------=--------=3.04m/s

2V6.38V6.38

23

qv=%，2x3600=0.785x0.075x3.04x3600=48.32m/h

（2）在截面1一1与截面A—A旬列伯努利方程：

g喈+*gz产+*力仆

其中zl-zA=htM）=0

2

丁是上式可化简为且=hg一"十》?玄『田）

阀门从全开到关闭的过程中，心逐渐减小（错误!未找到引用源。），由上式可以看出，

左边的值不断增大，而P1不变，所以截面A—A位置处的压力是不断增大的。

18.解：根据题意，该烟囱正常排烟的基本条件要求烟囱出口压强错误!未找到引用源。应

不超过外界气压错误!未找到引用源。。若以大气压为计算基准，则有

Pi=-ptgR=-103x9.81x0.022=-216Pe

p2=-p&gH=-1.23x9.81H=-12.07H

烟气在烟囱中的流速为

o18.8

12="vS785XL4『".am/s

所以

(I\u2H12.22

£，g)=£卜d+6)2g=0032*14*2x9.81==0.173H

对1—1，至2—7截面间列机械能守恒式，可得

无+而+王=Z?+而+源+XaE)

取i—r截面为位能基准面错误味找到引用源。即

21612.07H

0.69X9.81一"0.69X9.81+°，173fl

解得正常排烟时该烟囱的高度为错误!未找到引用源。

19解：（1）根据流量公式久=（屋〃得

_60000(900x3600)

u=q、=1.05m/s

一0.785x0.152

Re=改=0.15x1.05x900-787.5<2000

〃0.18

所以管内原油的流动类型为层流。

（2）在管路入口截面与出口截面之间列伯努利方程，得

22

gZ|+&++=gZ2+&^-+£%

P2P?

其中,于是上式化简为

Zj=z2,=M2

6464

管内原油流动类型为层流,所以摩擦系数4=—=―巴一=0.081

Re787.5

5)

/u20.0815xl0x^-=148837.5j/kg

£%=2x

d20.152

=

P1—p2夕Z力/=900x148837.5=133.95MPa

中途需要加压站的数量n=133.95/18=7.4*8

所以为完成上述输送任务，中途需要8个加压站。

20.解：（1）由题意；借误!未找到引用源。故管内流速

Qm2.5X1073600

u—=---=2.31m/s

打2P0.785x0.0182x1180

dup0.018x2.31x1180

Re=-^―==2.17X1O4>4000(湍流)

2.26X10-3

光滑管错误!未找到引用源。计算根据布拉修斯公式

0.31640.3164

=Re0-25=(2.17xlO*)0-25=00261

对1一厂至2—2,截面间列机械能守恒式，可得

#J?J岂巾

为+石+源=4+而+泊+加3

取2—2,截面为基准面错误!未找到引用源。

讯，-2）=卜*密庭

其中局部阻力系数包括管入口的突然缩小（错误!未找到引用源。）与回弯头（错误!未

找到引用源

所以

心为+£诙，一）=（1+0.0261X丽+0-5+1.5）X2^=2Mm

（2）假设虹吸管最高处的截面为A—A，，对2—2,至A—A，截面间列机械能守恒式，可得

24+石+泊=4+.+药+£"心-2）

取2—2,截面为基准面错误味找到引用源。

£"-）=（若选

PA=Pg（Z2-ZA）+P2+pg•£H*2）

即：PA=pg^2-ZA)+PZ+P。；)今

将数值代入上式，解得

/329\2312

PA=1180X9.81x(0-3.29)+101325+1180x0.0261xx々一=78260Pa

\U.Ulo/L

=78.26kPa

21.解：在储槽水面和管路出口截面之间列伯努利方程，可得

22

g4+且+++W=gZ2+—++

P2P2

以储槽水面为基准面，则21=0,z2=25m,%=0,Pi=〃o，%=630kPa

W=g小宁+*功⑴

化简为

3Q3600

=5.24m/s

-0.785xO.0452

查表：20℃乙醇的密度为789kg/m3,黏度为1.15xlO^Pas,

雷诺数Re=@^0.045x5.24x789

=1.62xl05

-3

A1.15xlO

取管壁粗糙度£=0.3mm

根据e/d=0.3/45=0.007和Re查图得=0.034

查表得：90。标准弯头4=0.75,全开的50mm底阀，2=1。，半开的标准截止阀

<3=9.5

所以又，=吗+%）丹=（。.。34'藕524

+2x0.75+10+9.5)x—

=599.5J/kg

将数据代入(1)式中，得所需外加功为：

332

11ZVNOT630X10-101X105.24c1“。八

W=25x9.81+-----------------------------+---------+599.5=1528.9J/kg

7892

22.解：据题意得进料处塔的压力错误!未找到引用源。

管内液体流速

4.8/3600,

u==-----------=1.06m/s

5x0.042

dup0.04x1.06x890

==3.15x104

M-1.2x10-3

取管壁绝对粗糙度错误!未找到引用源。，相对粗糙度错误!未找到引用源。。查图1-22

的无缝钢管的摩察系数错误!未找到引用源。。查表1-2,全开截止阀的阻力系数错误!未找到

引用源。。

22

风=%fl+曲\ua=（f0038X两12+6+0.5\）X荻1.0南6=1.025

选取高位槽液面为1—1'截面，料液的入塔口为2—7截面，在两截面间列伯努利方程为

以料液的入塔口中心的水平面0—0’为基准面，则有错误!未找到引用源。

所以高位槽高出塔的进料口为

p-Piu235.46x103-01.062

九=2讨+而+'=890X9.81+-i+L025=5・1"

23.解：（1）在0-0'截面与2—2'截面间列伯努利方程，得

22

(1)

p2p2

以0-0'截面为基准面，则Po=O（表压），0=T3.6kPa（表压），z0=0,z2=3m,

%=0

]272

=（2-+y<）x—=（0.028x--------+0.75+12）x—=8.655u

d420.0432

2

于是（1）式化简为^z2+-^-+—4-8.655M=0

P2

即3x9.81+—43£xl°.+《+8.655，J=o

10002

解得u-1.244m/s

223

qv=^dux3600=0.785x0.043x1.244x3600=6.5m/h

55

(2)P]=p()+pgh=1.01x10+1000x9.81x2=1.21xIOPa

24.解：(1)根据流体静力学基本方程，设槽底部管道到槽面的高度为x,则

（九+%）=P式费gH

P衣银gR13.6xIO3x0.5L

x=h-4c21.8=5m

"水g103

在槽面处和C截面处列伯努利方程，得

2

pUpcUr

h

+=gzc+—+-j-+Yt

其中£及=口•苧=（（言+）1ui.

Q+Q/d+b0.018x15+0.5卜学=4.885呜

以C截面为基准面，则有错误味找到引用源。

gx+O+O=0+0+与+4.885屹=>u='5^5=19.81x5,

cJ5.385=3・02m/s

所以阀门全开时流量

223

qv=u­-d=3.02x0.785x0.1x3600=85.3m/h

（2）对B至C截面间列伯努利方程，可得

gzB+^+~5~=gzc+"^+~5"+£%

PLpL

由于错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。

其中

必=UG+G）/d]•y=[o.O18X偌+15）]・y-=1.935谚

所以阀门全开时B位置的表压为

PB=1.935"豌=1.935XIO3X3.022=17.65kPa

25.解：（1）换热器壳程内径D=0.4m,内管外径d=0.019m,则可求得换热器壳程的

当量直径

0.42一174x0.0192

=0.0262m

II兀（D+nd）0.4+174x0.019

4.5/3600

则壳程热水流速〃=-J=2.32m/s

0.785x0.02622

d”0.0262x2.32x972

雷诺数Re==1.66xl05>4000

43.55x10-4

所以壳层环隙内水的流型为湍流。

（2）根据题意，摩擦系数

2==0.0359

2[1.74-21g（2x0.0085）]2

1.74-21g（与

a

故水通过换热器壳程的压降为

J2。勺2

--=972x0.0359x--------x--=21.5kPa

420.02622

26.解；（1）设某时刻，水槽的液面降至人管内流速为错误!未找到引用源。，则有

7TdhTT-

~4Dndi=4dU

对i—r至2—2,截面间列机械能守恒式，可得

/[+万+了=gzz+万+了+£/if（…2）

输水最初若以2—2,截面为基准面错误!未找到引用源。。

故有

9九=+£/if（iT2）=9.81/t=36u2

所以

9.81厂

u=—h=0.522Vh

因此初始水流量为

23

qv0=-du0=0.785x0.044x0.522V?X3600=8.57m/h

（2）将错误!未找到引用源。带入质量守恒式，得

RcdhNI-

—7x42—=-x0.0442x0.522Vh

4dt4

整理得

dh

dt=-15832-7=

代入积分上下限得

/X2600产前

dt=-15832-=

JoJgVh

即

3x3600=-15832x2（瓜一⑥

解得，输水36后水槽下降后的高度为错误!未找到引用源。

27.解：（1）并联管路中不可压缩流体的定态流动中，各支路流量满足以下公式

厂•匠.匠

本题中各支管的摩擦系数相等，则：

以1:%2：/3=A:杉行=1:8:刖

（2）三支管的阻力损失比为

：222.,-少，）

〃3/4u~2u\1

h:h:=4——:人—：^2=（1X2）：（2X22）：（3X2）

"fl0f2/32222

2212

简化得A

=4«]:u2:—u3

错误!未找到引用源。

:8:18V3,^2:^2:J2=1:4:9

由〃一，已知外［.qvl.qv3-123

-d2

4

解得%%=1：2:273

于是he：hf2:hf3=1:1:1,即并联时各支管的阻力损失相等.

28.解：由题意，错误!未找到引用源。系一组并联管路，后与错误!未找到引用源。串联。

根据并联管路的流量分配方程，有

并联管路错误!未找到引用源。

串联管路错误!未找到引用源。

因此总阻力

Li,13c

+入门二+不“3

油品输送先假设管内为层流，则错误!未找到引用源。直接应用Hagen-Poiseuille方程可

得

32心1小32x0.08x80x1.g

=69.4〃

850x5.052

32必%32x0.08x100xu

%=~7dT=-850x0g—=83,7〃

对A—A，至B—B，截面间列伯努利方程，可得

++

JZA+万+-2-5ZB+-yZ/（ATB）

取B—B，截面为位能基准面借误!未找到引用源。

/、9.81x5,

S^f（A-B）-（69.4+83.7）u=gH=〃=函.力7=0.320m/s

故所求重油流量为

2-43

QV=-dju=0.785x0.06x0.320=9.04x10m/s=3.26m/h

校验

dup0.06x0.32x850

Re=f2-=-----0------=204<2000信滂）

p,U.Uo

与原假设一致，故计算结果有效。

29.解：（1）在0-0‘截面至i-r截面列伯努利方程，可得：

22

gz。吟+%-=gZ[+—+—+y/z/(01)

201p24^

以2—2'截面为基准面，则z0=20m,Z)=10m,〃o=P[，M0=0,

M=gw。。-0」97m/s

工解0.785x0.03

4

〃2

上式可化简为(zo-Z\)S=+Z

A1Q72

于是y%e)=(20-10)X9.81-；=98.08J/kg

之MN〃十4NI

而I+1I+"%

Z，八0T)d2d2

16+120.1972

=0.025X—4-0.025X

0.0320.032

=33.75/+0.453

所以33.75M2+0.453=98.08,解得M=1.70m/s

q、,吟Mux3600=0.785x0.032x1.70x3600=4.32m3/h,

q、,？=q「%=4.32-0.5=3.82m3/h

(2)若将阀门口全开，假设支管1中无水流出,即假设支管1流量为零。在0-0'截

面至2-2,截面列伯努利方程，可得;

gz°+&¥』+R2

2)(AZ)

P2p

以2—2'截面为基准面，则z0=20m,z2=0,p0=p2,uo=O,

原式可化简为2O^=-^-+X/Z/(O-2)

2

而y/if(02)=九吧

一/(0-2)d2d2

2

0.025式+0.025x2〃

X2

0.0320.032

40w?

2

所以20g=%-+40%2,解得“2=2.20m/s

则此时管路MN的速度为2.20m/s

校核：在0-0'截面至N-N'截面之间列伯努利方程

22

其中Zo=2Om,zN=0,Po=O（表压），〃o=O,uN=2.20m/s

上式化简为”=（入一“一手-Z/s）=19.75-Z/g）

2g

而Z"f（o-Ar）=4'MNI"=0.025x70+11x2,20=16.65m

d/（0-jV）d2g0.032x9.81

于是RJL=19.75_16.65=3.1m<10m

Pg

故支管1中无水流过，与假设相符合，因此原计算有效。

30.解：查表得20错误!未找到引用源。时空气的粘度为错误!未找到引用源。

20错误!未找到引用源。时空气的密度

29273122「，，

P=224X273+20X101.325=L452kS/ma

假设错误!未找到引用源。

当错误!未找到引用源。查孔板流量计的错误!未找到引用源。的关系得到错误!未找到引用

源。

则体积流量为

[22g（p，_p）

Qv=C°AoJ^

-nce2x0.18x9.81x（13.6x10s-1.452）…。

q=0.695xx0.052x-----------------------------------=0.248m3/s

*vT4、1.452

流速

q0.248

11=v=----------=31.6m/s

A¥xO.l2

核算雷诺准数

dup_0.1x31.6x1.452