第1章流體流動(dòng) 習(xí)題及答案_60876(1)課件

1、一、單選題 1單位體積流體所具有的（ ）稱為流體的密度。 A A 質(zhì)量；B 粘度；C 位能；D 動(dòng)能。 2單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的（ ）。 A A 密度；B 粘度；C 位能；D 動(dòng)能。 3層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（ ）。 D A 湍流流速層流流速； B 流道截面大的為湍流，截面小的為層流； C 層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù)；D 層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4氣體是（ ）的流體。 B A 可移動(dòng)；B 可壓縮；C 可流動(dòng)；D 可測(cè)量。 5在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。 C A 絕對(duì)壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D 真空度。 6以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓力，稱為（ ）

2、。 A A 絕對(duì)壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D 真空度。 7當(dāng)被測(cè)流體的（ ）大于外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。 D A 真空度；B 表壓力；C 相對(duì)壓力；D 絕對(duì)壓力。 8當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓力（ ）外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。 A A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。 9（ ）上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。 A A 壓力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。 10被測(cè)流體的（ ）小于外界大氣壓力時(shí)，所用測(cè)壓儀表稱為真空表。 D A 大氣壓；B 表壓力；C 相對(duì)壓力；D 絕對(duì)壓力。 11. 流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大

3、，若為湍流時(shí)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（ ）。 B A. Um1/2Umax； B. Um0.8Umax； C. Um3/2Umax。12. 從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是( )。 A A. 與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)； B. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)； C. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)。13.層流底層越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越??； B. 流動(dòng)阻力越??； C. 流動(dòng)阻力越大； D. 流體湍動(dòng)程度越小。14.雙液體U形差壓計(jì)要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. ??； D.

4、 越大越好。15.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是( )。 C A. 恒截面、恒壓差； B. 變截面、變壓差； C. 恒流速、恒壓差； D. 變流速、恒壓差。16.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：( )。 D A. 湍流流速>層流流速； B. 流道截面大的為湍流，截面小的為層流； C. 層流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)；D. 層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。17.圓直管內(nèi)流動(dòng)流體，湍流時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)是（ ）。 B A. Re 2000； B. Re 4000； C. Re = 20004000。18.某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為 200mmHg ， 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）。

5、 A A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。19.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（ ）倍。 CA. 2； B. 8； C. 4。20.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 CA. 流動(dòng)速度大于零； B. 管邊不夠光滑； C. 流體具有粘性。21.在相同條件下，縮小管徑，雷諾數(shù)（ ）。 A A. 增大； B. 減??； C. 不變。22.水在園形直管中作滯流流動(dòng)，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來(lái)的（ ）。 A A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 23單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任意截面的流體量

6、稱為（ ）。 C A 流速；B 流線；C 流量；D 流函數(shù)。 24單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的（ ）稱為流速。 C A 寬度；B 高度；C 距離；D 直線。 25柏努利方程式中的（ ）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。 A A gz；B ；C ；D we。 26柏努利方程式中的 項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（ ）。 B A 位能；B 動(dòng)能；C 靜壓能；D 有效功。 27柏努利方程式中的（ ）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。 C A gz；B ；C ；D we。 28柏努利方程式中的（ ）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過(guò)泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的能量，稱為有效功。 D A gz；B ；C ；D we

7、。 29柏努利方程式中的（ ）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻力而損失的能量。 D A gz；B ；C ；D 。 30流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（ ）2000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于層流。 A A Re；B Pr；C Nu；D Gr。 31流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)Re（ ）4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于湍流。 B A ；B ；C ；D 。 32流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)2000（ ）4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。 A A Re；B Pr；C Nu；D Gr。 33流體在管內(nèi)作（ ）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)。 A A 層流；B 湍流；C 過(guò)渡流；D 漩渦流。 34流體在管內(nèi)作（ ）流動(dòng)

8、時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。 B A 層流；B 湍流；C 過(guò)渡流；D 漩渦流。 35流體在圓管內(nèi)（ ）流動(dòng)時(shí)，平均速度是最大速度的一半。 A A 層流；B 湍流；C 過(guò)渡流；D 漩渦流。 36對(duì)于（ ），當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以潤(rùn)濕周邊。 B A 圓形管；B 非圓形管；C 矩形管；D 直管。 二、填空題1.流體靜力學(xué)基本方程式或 2.定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式能量衡算式1kg流體： J/kg3單位體積流體所具有的 質(zhì)量 稱為流體的密度。 4. 雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為_ Re=d/_。當(dāng)密度1000kg.m,粘度=1厘泊的水,在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為1m.s在管中流動(dòng)時(shí),其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于

9、_10_,其流動(dòng)類型為_湍流_。5. 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí), 測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_ 850_mmHg, 真空度為_-100_mmHg。6. 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí), 測(cè)得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_113404_Pa, 真空度為_ -133402_Pa。7. 某物的比重為0.879, 其密度為_879kg/m 3_, 其比容為_0.00114 m3/kg _。8. 圓管中有常溫下的水流動(dòng), 管內(nèi)徑d=100mm, 測(cè)得其中的質(zhì)量流量為15.7kg./s, 其體積流量為_0.0157m3/s ，平均流速為_ 2.0m/s。

10、9. 當(dāng)20的甘油(=1261kg/m3, =1499厘泊)在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動(dòng)時(shí), 若流速為1.0m/s時(shí), 其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為_84.1_, 其摩擦阻力系數(shù)為_0.761_。10.某長(zhǎng)方形截面的通風(fēng)管道, 其截面尺寸為30×20mm,其當(dāng)量直徑de為_24mm_。11.測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種:_ 轉(zhuǎn)子流量計(jì), 孔板流量計(jì), _文丘里流量計(jì),_ 濕式氣體流量計(jì)_, 測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度, 則用_皮托管_。12.管出口的局部阻力系數(shù)等于_1.0_, 管入口的局部阻力系數(shù)等于_0.5_。13.化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定

11、律。14.流體體積流量一定時(shí)，有效截面擴(kuò)大，則流速 減少，動(dòng)壓頭減少，靜壓頭增加。15.理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動(dòng)時(shí)，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力 _減少_。16.套管由57×2.5mm和25×2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm2 _，潤(rùn)濕周邊等于_242mm _，當(dāng)量直徑等于_27mm _。17.流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長(zhǎng) _不變_。18.液柱壓力計(jì)量是基于_流體靜力學(xué)_原理的測(cè)壓裝置，用U形管壓差計(jì)測(cè)壓時(shí)，當(dāng)一端與大氣相通時(shí)，讀數(shù)R表示的是_表壓_或_真空度_。19.米糠油在管中作流動(dòng)，若

12、流量不變, 管徑不變，管長(zhǎng)增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)的_2_倍。20.米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長(zhǎng)不變, 管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)的_1/16_倍。21.當(dāng)Re 為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)=_64/Re _，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)與_ Re _、_/d_有關(guān)。22.液體的粘度隨溫度升高而_減小_，氣體的粘度隨溫度的升高而_增大_。23.某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是_ 拋物線_型曲線，其管中心最大流速為平均流速的_2倍_倍，摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系為_64/Re _。24.牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的區(qū)別是_牛頓型流體符合牛頓粘性定律_

13、。25.穩(wěn)定流動(dòng)的定義是_流動(dòng)狀況不隨時(shí)間而變_。三、計(jì)算題 1一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80 mm, 外管內(nèi)徑為150 mm, 其環(huán)隙的當(dāng)量直徑為多少? 解：de = 4× = 4× = 150 80 = 70 mm   2某液體在一管路中穩(wěn)定流過(guò)，若將管子直徑減小一半，而流量不變，則液體的流速為原流速的多少倍? 解：V = uA， u1A1 = u2A2， A = ， 當(dāng) d1 = 2d2 時(shí) u1 = u2 ， 有 ， ， 即 得 u2 = 4u1   3一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問因流動(dòng)阻力產(chǎn)生

14、的能量損失為原來(lái)的多少倍？ 解： 流動(dòng)阻力 ，設(shè)管徑改變后 ，則根據(jù)u1A1 = u2A2 可得u2 = 4u1，滯流時(shí) ， = ， ，   4某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3×103 Pa，計(jì)算設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為98.7×103 Pa。 解：絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 98.7×103 13.3×103 = 85.4×103 Pa 表壓強(qiáng) = 真空度 = 13.3×103 Pa   5甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為85.3×103 Pa和101.33×103 Pa

15、，在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103 Pa，在乙地操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表讀數(shù)應(yīng)為多少? 解：在甲地 絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在乙地 真空度 = 大氣壓 絕對(duì)壓強(qiáng) = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 6在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103 Pa，在天津操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為85.3×1

16、03 Pa，天津地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為101.33×103 Pa。 解：在蘭州 絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在天津 真空度 = 大氣壓 絕對(duì)壓強(qiáng) = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 7某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1200 mmH2O（真空度）和1.6 kgf/cm2（表壓）。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60 mmHg, 求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用SI制表示） 解： 進(jìn)口 P1（絕壓）= P（大氣壓）- P（真空度） 出口 P2（絕壓）=

17、P（大氣壓）+ P（表壓） P1（真空度）= 1200 mmH2O = 0.12 kgf/cm2 P1（絕壓）- P2（絕壓）= - P1（真空度）+P2（表壓） = -（0.12+1.6）= -1.72 kgf/cm2 = -1.72×9.81×104 = -1.687×105 N/m2 11有一內(nèi)徑為25 mm的水管，如管中水的流速為1.0 m/s，求： （1）管中水的流動(dòng)類型； （2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度=1000 kg/m3, 粘度= 1 cp）。 解：（1）Re = du/= 0.025×1×1000/0.001 =

18、 250004000 流動(dòng)類型為湍流。 （2）層流時(shí)，Re 2000，流速最大時(shí)，Re = 2000，即du/= 2000 u = 2000/d= 2000×0.001/（0.025×1000）= 0.08 m/s   12密度為850 kg/m3、粘度為8×10-3 Pa·s的液體在內(nèi)徑為14 mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的流速為1 m/s。計(jì)算：（1）雷諾準(zhǔn)數(shù)，并指出屬于何種流型；（2）若要使該流動(dòng)達(dá)到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？ 解：（1）Re = du/= 0.014×1×850/8×10-3 = 1487.5

19、 2000 流動(dòng)類型為層流 （2）湍流時(shí)，Re 4000，流速最小時(shí)，Re = 4000，即du/= 4000 u = 4000/d= 4000×0.008/（0.014×850）= 2.69 m/s   13用 108×4 mm 的鋼管從水塔將水引至車間，管路長(zhǎng)度150 m（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）。若此管路的全部能量損失為118 J/kg，此管路輸水量為若干m3/h？（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為1000 kg/m3） 解：能量損失 118 J/kg u = 2.8 m/s 流量 V = uA = 2.8× 79.13 m3/h &

20、#160; 14用168×9 mm的鋼管輸送原油。管線總長(zhǎng)100 km, 油量為60000 kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107 Pa。已知50 時(shí)油的密度為890 kg/m3, 粘度為181 cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問：為完成上述輸油任務(wù), 中途需設(shè)幾個(gè)加壓站? 解：u1 = u2，Z1 = Z2， u = V/A = (60000/890)/(3600×0.785×0.152) = 1.06 m/s Re = du/= 0.15×1.06×890/(181×10-3) = 782 層流 =

21、64/Re = 64/782 = 0.0818 P =(l/d)(u2/2)= 0.0818×(105/0.15)×(1.062/2)×890 = 2.72×107 Pa n = 2.72×107/(1.57×107) = 1.73 中途應(yīng)設(shè)一個(gè)加壓站 15在附圖所示的儲(chǔ)油罐中盛有密度為960 kg/m3 的油品。油面高于罐底9.6 m，油面上方為常壓。在罐側(cè)壁的下部有一直徑為760 mm圓孔，其中心距罐底800 mm，孔蓋用14 mm 的鋼制螺釘緊固。若螺釘材料的工作應(yīng)力取為39.23×106 Pa，問：至少需要幾個(gè)螺釘？

22、 解：設(shè)通過(guò)孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強(qiáng)為 p，則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均 壓強(qiáng)。由流體靜力學(xué)基本方程式知 作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強(qiáng) pa，故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強(qiáng)差為 作用在孔蓋上的靜壓力為 每個(gè)螺釘能承受的力為 螺釘?shù)膫€(gè)數(shù) = 3.76×104/6.04×103 = 6.23 個(gè) 即至少需要7個(gè)螺釘。 16某流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè)U管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測(cè)得R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，在右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度R3 =50 mm。求A、B兩處的表壓強(qiáng)。 解：U管壓差計(jì)連接管中

23、是氣體，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差可以忽略。設(shè)R2下端為C點(diǎn)，R1下端為D點(diǎn)，因此可認(rèn)為 PAPC,PBPD。 PAPC =H2OgR3 +HggR2 = 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05 = 7161 N/m2（表壓） PBPD = PA +HggR1 = 7161 + 13600×9.81×0.4 = 6.05×104 N/m2（表壓）17根據(jù)本題附圖所示的微差壓差計(jì)的讀數(shù)，計(jì)算管路中氣體的表壓強(qiáng)p。壓差計(jì)中以油和水為指示液，其密度分別為920 kg/m3 及9

24、98 kg/m3，U管中油、水交界面高度差R = 300mm。兩擴(kuò)大室的內(nèi)徑D均為60 mm，U管內(nèi)徑d為6 mm。(當(dāng)管路內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室液面平齊。） 解：當(dāng)管路內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室的液面平齊，則兩擴(kuò)大室液面差 h與微差壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系為 當(dāng)壓差計(jì)讀數(shù)R = 300 mm時(shí)，兩擴(kuò)大室液面差為 m 則管路中氣體的表壓強(qiáng)為 p =（998 - 920）×9.81×0.3 + 920×9.81×0.003 = 257 N/m2（表壓）18用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量損失為20 J/k

25、g，流量為36 m3/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率為60%，求泵的軸功率。（水的密度取為1000 kg/m3） 解：設(shè)水池液面為1-1截面，高位槽液面為2-2，以水池液面為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。 Z1 = 0，Z2 = 50 m，u10，u20，P1 = P2 = 0（表壓），hf = 20 J/kg we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg 水的質(zhì)量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率 Ne = we·ws = 510.5×10 = 5105 W 軸功率 N = 5105/0

26、.6 = 8508.3 W 19水以2.5m/s的流速流經(jīng) 38×2.5 mm的水平管，此管以錐形管與另一 38×3 mm的水平管相連。如附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為1.5 J/kg，求兩玻璃管的水面差（以mm記），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m3） 解：上游截面A-A，下游截面B-B，通過(guò)管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s，hfA,B = 1.5 J/kg 根據(jù)連續(xù)性方程式，對(duì)于不可

27、壓縮流體 有 m/s 兩截面的壓強(qiáng)差為 = = 868.55 N/m2 即 mmH2O 由于 pB pA20. 如圖所示，常溫的水在管道中流過(guò)，兩個(gè)串聯(lián)的U形管壓差計(jì)中的指示液均為水銀，密度為rHg，測(cè)壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為rw，兩U形管的連通管內(nèi)充滿空氣。若測(cè)壓前兩U形管壓差計(jì)內(nèi)的水銀液面均為同一高度，測(cè)壓后兩U形管壓差計(jì)的讀數(shù)分別為R1、R2，試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差。解： ， 而 ，所以 21.在如圖所示的測(cè)壓差裝置中，U形管壓差計(jì)中的指示液為水銀，其密度為rHg，其他管內(nèi)均充滿水，其密度為rw，U形管壓差計(jì)的讀數(shù)為R，兩測(cè)壓點(diǎn)間的位差為h，試求a、b兩測(cè)壓點(diǎn)間的壓力差。解：由

28、所以 所以 22用離心泵將水從儲(chǔ)槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對(duì)位置如本題附圖所示。管路的直徑均為 76×2.5 mm。在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103 Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按 與 計(jì)算。由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強(qiáng)為98.07×103 Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000 kg/m3） 解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量 設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面1-1，真空表連接處為下游截面2-2，并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中

29、 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表壓），p2 = -24.66×103 Pa（表壓） u1 0， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速u2 m/s 水的流量 ws = uA= kg/s （2）泵的有效功率 設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面1-1，排水管與噴頭連接處為下游截面2-2，仍以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表壓） p2 =98.07×103 Pa（表壓）， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得 we J/kg 泵的有效功率 Ne = we·

30、;ws = 285.41×7.92 = 2260 W 23在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計(jì)，以測(cè)量?jī)山孛嬷g的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為10800 kg/h 時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù)R為100 mm。粗、細(xì)管的直徑分別為60×3.5 mm與42×3 mm。計(jì)算：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降為多少Pa？（水的密度取為1000 kg/m3） 解：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失 設(shè)導(dǎo)管在上游的連接處為截面1-1，下游的連接處為截面2-2，并通過(guò)管軸作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程 式中 Z1 =

31、Z2 = 0，u = ws/A m/s m/s ， J/kg 將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得 J/kg （2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降 N/m2 24 在圖示裝置中，水管直徑為57×3.5 mm。當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓, 而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至0.2大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為 0.5 mH2O，求水的流量為若干m3/h？ 解：閥門全閉時(shí)，由 P2 =gH，H = 0.3×1.013×105/（1000×9.81）= 3.1 m 即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1 m。 閥門開啟時(shí)，以水槽液面為上游截面1-1，壓

32、力表處為下游截面2-2，管路中心線為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式 Z1 = H = 3 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 代入上式 3.1 = 0.2×1.013×105/（1000×9.81）+ /（2×9.81）+ 0.5 解得 u2 = 3.24 m/s Vh =（/4）d2u×3600 = 22.9 m3/h 25如圖所示，密度為850 kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽內(nèi)的液面維持恒定。塔內(nèi)表壓強(qiáng)為9.81×1

33、03 Pa，進(jìn)料量為5 m3/h。連接管直徑為 38×2.5 mm，料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失為30J/kg（不包括出口的能量損失）。求：高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高出多少？ 解：以高位槽液面為上游截面1-1，連接管出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2，并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 Z1 = 0，u10， m/s p1 = 0（表壓），p2 = 9.81×103 Pa（表壓），hf = 30 J/kg 將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得 m 高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37 m。26如圖所示，用泵將儲(chǔ)槽中密度為1200 kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲(chǔ)槽內(nèi)液面維持恒定，其上方與大氣相同。蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓強(qiáng)為200mmHg（真空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于儲(chǔ)槽內(nèi)的液面15 m，輸送管道的直徑為 68×4 mm，送料量為20 m3/h，溶液流徑全部管道的能量損失為120 J/kg，求泵的有效功率。 解：以儲(chǔ)槽的液面為上游截面1-1，管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2，并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 Z1 = 0，Z2 = 15 m， p1 =