版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
模块m管道中的流劭
计算题:
1内径D=700的烟囱,由于烟囱的抽吸作用,使炉膛出现hi=10mm水柱的真空度,烟囱
内燃气密度Pi=0.7kg/m3,外部的空气密度为P=L2kg/m3,炉膛过流断面AI=2A2,A2为烟
囱过流断面面积,烟囱内壁沿程阻力系数入=0.02,折角管的阻力系数工=0.7,求(1)当
使烟囱通过M=8000依"的燃气质量流量时所需的烟囱高度。(2)当烟囱高度为26m时,
可通过的流量为多大?
2当圆管紊流的真实流速分布按指数规律分布〃=〃max(WR)”时,n为随雷诺数而变的指
数,一般n=l/5〜1/10。求这种紊流的动能修正系数0和动量修正系数B,当n=l/7时,a
和B应为多大?
3如图所示为一层流的突然扩大管段,设1与2截面上的真实流速分布为抛物线形,其平
均流速分别为Vi与V2,试导出层流的突然扩大圆管的局部阻力表达式。
4沿直径4=200〃〃〃,绝对粗糙度£=0.2/M,长/=300所的圆形无缝钢管输送密度
P=900%3的石油,已知流量%=27.8*10-3",,油的运动粘度在冬季
4
1/卬=1.092*KT’叫§,夏季匕=0335*10'"试求沿程损失hf。
5普通钢管的内径d=20c机。绝对粗糙度£=0.15相机,水平放置。水的运动粘度
L>=0.01c吹,若测出在/=45团长的管段上的沿程损失hf=3m,试求流量久,为多少?
6一离心水泵的体积流量为Q=2(W/h,安装高度h,=5.5m,吸水管内径d2=100mm,吸
水管阻力h“=0.25m水柱,水池面积足够大,试求水泵进水口处以m11Hg表示的真空度。水
温10℃此时水的运动粘性系数u=l.308x10%/s.
7如图所示,一突然扩大管段d1二50mm,d2=100mm,水流流量Q=16n//h比压计内所装测
试液体为四氯化碳,厂15.7KN/m3,h=173mni,试确定此突然扩大管段的局部阻力系数并与
理论值比较。(已知水的粘度u=l.141X10%/s)
8水在直径d=100mm的管中流动,流速V=0.5m/s,水的在运动粘度v=lX10W/s.试问水管
中呈何种流动状态?倘若管中的流体是油,流速不变,但运动粘度u=3.1XlOV/s.试问油在
管中又呈何种流动状态?
9已知上下游的距离为H,2截面处压强为P2,液体在所处温度下的饱和压强Ps,虹吸管总长
为L,内径为d,沿程损失系数用人表示,总的局部阻力系数用ZZ表示.1-2管段的管长
用L表示,局部损失系数用£匕表示,求⑴管内通过的体积流量.(2)允许的吸水高度h.
10截面突然扩大管道K理论计算。
11图中为一并联管路,1l=30m,dl=50mm,12=50m,d2=100mm。管路上各种局部阻力系
数之和为£k=3.又沿程阻力系数入1:0.04,入2=0.03.流量蛇251人,并联管路内流量的分配
及阻力
d、v
12如图所示,水箱中的水通过直径d,长度为/,沿程损失系数为/L的铅直管向大气中泄
水。忽略铅直管进口处的局部损失,求h为多大时,池水流量q、与/无关?
13利用图所示的虹吸管将水由1池引H池。已知管d,虹吸管总长/=20m,B点以前的
管段长//=8m,虹吸管的最B离上游水面的高度h=4m,两水面水位高度差
H=5mo设沿程损失系数4=0.04,虹吸管进口局部损失系数&=0.8,出口局部损
失系数久=1,每个弯头的局部损失系数以=09。假设大气压强Pa=l()5pa,水温
t=20℃,时的饱和蒸汽压强pv=2420pa,管内流量为多少?吸水高度h不能超过多少?
14如图所示,在两水槽间连一管路ABC,此管路的内径为d,长为/;在两水槽水面差
为H时,通过管路的流量为Q;由图(b)可见,若在管路的中央B处(1/2处)分成两个管,
此两管的内径也是d,在两水槽水面差仍为H时,其流量为Q'。设摩擦阻力系数人为常
数,局部阻力系数可忽略不计,求(a)、(b)两种情形的流量比。
模块8管道中的海劭
计算题:
1解:(1)先求出通过烟囱的燃气流速为
_M_4x8000
2-3600Ap,-3600xx0.72x0.7
=325mls
对炉膛1-1及烟囱出口2-2列伯努利方程式
岂+旦=”+三+宣+/互+
2gP】g夕话2gD2g
由烟囱外静止大气可得静压强关系式为
P\a=P2a+PgH
P2a为烟囱出口处的大气压强,并有
Pla=P1=P\a-P^H
Pla为炉膛水平面的大气压,有
Pl「Pl=Pwg%
将以上各值代入(1)式得
2z、/
4M吁学闺一,吟一,
98.1=9.81(1.2-0.7)//4-0,7X^24[1.45-0.02877]
所以H=31.4m
(1)当H=26m时,并将匕=4"/^^>2代入(口式得
,口口8M2『4丫..H„
PwShi=pgH-piSH^—^^-^
的—"128g一一(「一8)以;
=1.65kgj$-5940kgM
2解:首先应求出管中的平均流速,即
2mzy
=72"(R-y”y
=嘤詈J:(3-y"'M⑴
-2"zy产,
R"2[〃+I,+2_|o
二2%一
(〃+lX〃+2)
动能修正系数
a--!—rCuydA
AV3J。
=7F「*闾2万(/?-),必,
=2-、胪+2R3n+2
HR3”+213〃+I3〃+2.
J"DY"2F
4(3〃+1、3〃+2)
动量修正系数为
=7F0心闱2不依_)助
二%|.二R2E-
V2(/?2n+2)[2n+\2〃+2
_(〃+1)2(n+2)2_(〃+1)(〃+2)2
-2(2〃+42〃+2)4(2/i+l)
当n=l/7时,由(1)、(2)及(3)式得
V=0.817%ax
a=1.057
夕=1.020
3解:由于管长较短,故不计沿程阻力。对1-1及2-2截面列实际流体的伯努利方程为
包+♦匕2=£1+%匕2+力
y2gy2g
包二^一反二*2+、⑴
Y2g
因为是层流,所以皿=0(2=2
再对1-1及2-2截面形成的管段为控制体列出水平方向的动量方程;因层流,
故取两截面的动量修正系数仇=仇=忏4/3
P14+尸一P24二夕52丫22A2-尸M%])
式中F—环形面积(4—AJ上的作用力,可近似取为尸之外(42—4)
将产总0(4-4)代入上式可得
PiA+Pi(4-A)-p2A2=BPQM-K)
(Pi-P2)4=fipQ(y2-vi)
pi-p2=fipv2(v1-vl)(2)
代(2)入(1)得
一匕(匕—K)-a仅22—片)/
g2gr
将a及p值代入得局部阻力
h=4%(匕-匕)匕2+匕2
r3gg
_4一一4vM-3匕2+3乂2
3g(3)
3匕2―4匕匕+匕2
3g
二(3乂-匕山-匕)
3g
上式即为圆管层流突然扩大的局部阻力理论公式,再应用连续性方程
(3)式可改写为一般局部阻力的表达式
4二翡一打1一今,
4解:石油在管中的平均流速为
/_0,0278
V————--------------=().885%
型—*0.22
44
在冬季
v_0.885*0.2
d=1622<2320
1.092*104
石油的流动状态为层流,因此
。6464
Z=—=--=---0-.-0395
Re1622
3000*0.8852
=23.7机
=0.0395*-oT2*9.8
在夏季
Re±0.885*0.2
=4986>400
匕0.335*104
80(%)=80(200/0.2)=8000
即HXX)<Rev80(d/e)
流动处于湍流光滑管区。在Re〈IO'时,用布拉修斯公式
0.31640.3164
=0.377
-Re0254986025
3()00*0.8852
hf2--=0.377*=22.6,九
d2g-6T2*9.8
5解:
ReIl平严=品(不严“一5
二"亘=7.5*10-4
d20
在莫迪图上查得2=0.0185,
/v2
由人/二4二丁,得
d2g
2*9.81*3*0.2=376叫
VA/45*0.0185//
流量/,=必二口贮=3.76*工*[2=o.u8吆
6解:选择1-1截面(水池面)和2-2截面(水泵进水口)写伯努力方程,取池面为基准,・・・7产0
Pl=Pa•・•水池面足够大,可视V尸0,水粘性系数为u=1.308*10-6m/s
寸+吟力+〜等人
Q20x4
Y=0.71m/s
3.14x3600x0.12
小乃1
vd0.71x0.1
Re=5.4xIO’>2300吸水管内为紊流流动,故取a=l
u1.308x10-62
:•旦=九+正+6捍+廉
/y2g
水泵进口处真空度:
2号二万”.0.712
25++0.25=5.78巾%。
2x9.8
5.78x1八.
换算成水银柱:h;=—----------=0.425M?g=425mmhg
13.6
7解:列1-1,2-2面的伯努力方程
222
4+a+小=人口+%殳+心
Y2g-y-2g2g
v1=-^―=-----------------------=2.265m/s=>Re,=-^-=2265x0.():>2300
/3皿竽出
Q16八,门v、d
v2=------=---------——--------=0.566/7?/5=>Re2=鬻罪内。
,23600X^14X0.12Y
424
因两截面都为紊流,故ai和ct2均为1.又Z|=Z2
—,方+上直/
YH2O2g2g
9810-15.7xl032.2652-0.5662K2.2652
x0.173+nK=8.64
98102x9.812x9.81
理论上以大截面流速计算的<11=9
IA
8解;水的雷诺数:Rc=*=°5u°J=5K104A2300
u1x10-6
,水在管中呈紊流状态.
油的雷诺数:Re=—=°5X°2=1610-<2300
u31x10、
工油在管中呈层流状态.
9解:对上、下游液面列伯努利方程(取。=1),得:
对1和2截面列伯努利方程(取a=l),得
区=0+竺
Pg用2g(d乙J2g
所以(P-P2)>
a=Av=/z_Ff1+2£+y^[22
PS\dJ)2g
i+句
=h+——f---------H
若已知液体在所处温度下的饱和压强Ps,便可求得允许的吸水高度:
佻'dJ2g
1+/+£匕
_Pa-pxd乙1口
-ps弓+可
10截面突然扩大管道K理论计算:
A处如逐渐扩展,可减少旋涡运动,减少损失。
首先选一捽制体,对其进行受力分析,列动量
方程。(1)面上总压力;PIAI(2)面(环肩)
上对流体施加总压力=Pi(A2-AI)(3)面上总
压力=P2A2
列动力学方程:
P1A1+P1(A2-A1)-P2A2=PQ2(V2-V1)
控制体上所有外力合力且QV=AIV,=A2V2
所以PrP2=pV2(V2-Vl)
H和3-3两截面到Bernouli方程:(设流动是不可压缩流体的稳定湍流:ai=a2=l)
2
Zi+P|/r+V"2g=Z2+P2/r+V2/2g+hj(沿程阻力hf忽略,因为L短)
所以
h二—一♦|匕2一匕2二二匕(匕—匕)।匕2一七2二匕—2」匕一
r2gr2g2g
:(匕一%)2
2g
由定义:
hV:平均速准
j2g
当V以VI(AI)为基准时,Ki值:
一”.)2
及
hj=----------=k]-
」2g2g
其中:匕=(1一向)2=(1一个)
以V1为基准
当V以V2(A2)为基准时,Kz值:
喈-境
YL
hj=—3——=k2
」2g2g
其中:&=(至一1)2=(今一1)2
以V2为基准
11解:已知尺寸d、1及兀求Q及卜
hwi=hw2h.d
Xix(1i/d))x(vi2/2g)
22
=入2x(12/d2)x(v2/2g)+kx(v2/2g)
又vi=4Qi/[]di2qv——
2
v2=4Q2/nd2}=>Qi/Q2=0.216h,di
又=QI+Q2=0.025
/.Q)=0.004m3/s=4.41/sQz=20.61/s
,V尸Qi/0.785dl2=2.24m/s
.*.hwi=XiX(1/di)x(v[2/2g)=6.3m水柱(J/N)
12解:要确定流量,首先应求出管中的流速。对如图中1-1液面和铅直管出口列伯努利
方程
「且+《=Z2+也儿
Pg2gPg
因为匕-0,p}=p2=p“,Z|-z2=h+l
1------------ZZ------11
[2
并且院=储=入上工
fd2g
12gdm+/)
将它们代入伯努利方程得卜(约
当力=[时,眩=j2gd”,/=加M/4与/无关。
A
13解:以下流液面为基准,对上、下游液面列伯努利方程
"+废嘴+叼+小2"《也
所以流速为
I/2gH_______2x9.8x5
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 宝鸡文理学院《中国画材料与表现》2021-2022学年第一学期期末试卷
- 机器马达和引擎用连杆市场环境与对策分析
- 擦碗巾项目评价分析报告
- 开领衫市场环境与对策分析
- 机器马达和引擎的液压控制器市场环境与对策分析
- 机器用活塞相关项目建议书
- 三年级上册数学课件-6.1-口算乘法(人教版)
- 医用细菌制剂相关项目建议书
- 文件复印机用墨纸相关项目建议书
- 宝鸡文理学院《播音主持创作基础》2021-2022学年第一学期期末试卷
- (高清版)TDT 1074-2023 城乡公共卫生应急空间规划规范
- 学校政府采购自查报告范文(通用7篇)
- 上海浦东公安分局文员招聘考试试题及答案
- 放射诊疗防护的质量控制与质量保证
- 中级会计课程设计
- 2024届连云港市工业投资集团校园招聘高频考题难、易错点模拟试题(共500题)附带答案详解
- 中医养生控制体重与保持健康
- 肾素-血管紧张素系统
- 2023版三级收银员技能认定考试题库
- 出镜报道(第3版)课件 第八章 出镜报道的典型环境选择
- 三年级上册3.8《安全记心上》课件(共18张PPT)
评论
0/150
提交评论