第二章習(xí)題課含答案

70%，水的密度1000kg/m3 33H21解：（1）Hu u gH2 2gH3 3 f,23 hf,234.9J/kg u3=0,p=2.452×105Pa,H=5m,u

H5

2.20522.452

2

1000

gZ11 1HegZ22 2hf Heu u gH0 0WgH3 3 f hf,036.864.9J/kg u2=u3=0,p2=p3=0,H0=0， We=298.64J/kg，WsVs

NeWsWe2986.4w，η=70%，NNeu u gH0 0gH1 1 f hf,011.96J/kg,H0=0，u0=0,p0=0,H1=4.8m,

p1000(9.814.8121

1.96)5.151040.525kgf/cm用泵將20℃水從敞口貯槽送至表壓為1.5×105Pa的密閉容器，兩槽液面均恒定不變，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸送管路尺寸為108×4mm的無縫，吸入管長(zhǎng)為20m，排出數(shù)為42700Pa，兩測(cè)壓口的垂直距離為0.5m，忽略兩測(cè)壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)可取為3/4開度時(shí)管路的流量努利方程。以0-0′截面為基準(zhǔn)水平面，有：u u z 0 0z1 1 f u llu120.0220 0.204uu f 2 z0=0，u0=0,p0=0（表壓）, u1=2.3m/s，Q=d2u65m3/4u u z 2 2z 3 3 f3.5

1601.5

0.02100

1000

22 2 H(zz)

p2

3.231050.427 0.5

1000NeHQ37.8651000 故NeN3、3B3355m3/h，查得該流量下的允許吸上真空度為3m。吸入管壓頭損失為1m，忽略液體在吸入管的動(dòng)壓頭。當(dāng)?shù)卮髿鈮?36mmHg。密度為960kg/m3）ugHgHsH 1guHs Hf 1Hg

H

21P u v

110 101091 9605m，虹吸管出口流速及C8m。出口流速有何變化？（水溫為30℃，大氣壓強(qiáng)為760㎜Hg。水按理想流體處理）u2 9.9muppgh 2 2p，

z） 136009.810.7610009.81103.30103N/C30oC的飽和蒸氣壓Pv=4242N/m2，故水在C點(diǎn)已發(fā)生氣化。C點(diǎn)壓1-1和C，-C，之間列機(jī)械能守恒u'[2(papv)2gh]1/2[2(1013004242)29.81]1/212.4m/ 強(qiáng)PA等于形管頂部壓強(qiáng)PB。在靜止流體內(nèi)部，等壓面必是等高面，故形管頂部距塔底的距離H＝1m。塔內(nèi)蒸汽欲經(jīng)BCC。此時(shí)，C點(diǎn)的壓強(qiáng)PC＝PA＝Pa＋gH，。為防止蒸汽逸出，液封的最小高度P 1.093105H，＝ a 950測(cè)壓點(diǎn)與管路出口端之間的長(zhǎng)度為20m。（1）R=600mmρg(h+x)=ρ103×(1.5+x)=x=部分開啟時(shí)截面處的壓強(qiáng)P1ρgRρgh39.63×103Pa在槽面處和1-1截面處列方程Zg00=0u2/2P1/ρ∑ｈ而∑ｈ=［λ(ι+Σιe)/dζ］=2.125∴6.6×9.81=u2/2+39.63+2.125u=體積流量ωsuAρ=3.09×π/4×(0.1)2×3600⑵閘閥全開 Zg=u2/2+0.5u2/2+0.025×(15u=取1-1﹑3-3截面列方程P1'/ρu2/20.025×(15+ι'/d)u2/2∴P1'=流量為89m/h3，總管直徑為ф127×5mm1.93×105PaB（2）兩支管的壓頭損失Hf，o-A，Hf，o-B，。解：（1）uA3600×π/4×(117)2×10-u= 2Z0gWeu2/2P0/ρ+∑ｈf∵總管流動(dòng)阻力不計(jì)∑ｈf0We=u2+P0/ρ-Z0g2=2.32/2+1.93×105/998.2-HeWe/gZ0g+We=Z1g+P1/ρ+Z0gWeZ2gP2/ρ ∑ｈf1=Z0g+We–(Z1g+=2×9.81+176.38–(16×9.81+∑ｈf2=Z0g+We-(Z2g+=2×9.81+176.38–(8×9.81+=16.0 Hf1=∑ｈf1/g=3.98Hf2=∑ｈf2/g=本題附圖所示為一輸水系統(tǒng)，槽的水面維持恒定，AB與BC管的摩擦系數(shù)為0.03。試計(jì)算：m3/h？BD解:（1）BD支管的閥門關(guān)閉VS,AB u0A0=

u0π382/4=∴u0=10+0+Z0g=u2/2+0+0+1 0+0+Zg=u2/2

=λ?(ιAB/d0)·u2/2+λ?(ιBC/d1)·u 01=O.03×(58000/38)×u2/2+0.03·(12500/32)×u 01 =22.89u2+5.86u =λ?(ι 0=O.03×(58000/38)×u00=22.89u0∴u1=BC

=

=2012VS,AB=VS,BC+20120011uA=u0011

+u

uπ382/4=uπ322/4+u012u382=u322+u 012∴λD=2Z0g=u1/2+22Z0g=u2/2+2=u22/2+λ?(ιAB/d0)·u02/2+λD?(ιBD/d2)·u22/2 u1=1.776m/s,u2=1.49m/sReduρ/μ26×10-3×1.49×103/0.00138.74×103(d/ε)/Reλ1/2=0.025>0.005D,Cu11.776m/su21.49BCBDVS,BC=5.14VS,BD==2.5826.H=180.6×106Q2（Hm，Q位為m3/s）若用該泵從常壓貯水池將水抽到中，已知貯水池截面積為100m2，池中水m3/s2ΗeKK=△Z+∵貯水池和均保持常壓∴△P/ρg=∴K=∴Ηe=△Z+在輸水之初△Ze∴Η=2+eH=18-0.6×106Q2，解出此時(shí)的流量Q4×10-Ze∴Η=9+eH=18-0.6×106Q2，解出此時(shí)的流量Q'3×10-∴取Q的平均值Q =（Q+Q'）/2=3.5×10-3m3/sτ=V/Q平均55.65.4m，使用中，其進(jìn)口處真空表讀數(shù)已達(dá)500mmHg，試問操作是否正常？當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg。H(PaP)/ Pa N1000Kg∴PagH1013305.49.8110338356N 而1760500260mmHg26013334580N 1d1=80mm=6,λ1=0.02徑260m,長(zhǎng)2=13,阻力系數(shù)λ2=0.03，在壓出管C出裝有閥門，其局部阻力系數(shù)ζ＝6.4，面2m，管內(nèi)水流量為12L/s。試求：如果是槽中的水沿同樣管路向出，u1＝d12

2.39m/u2＝d22

2.390.0824.24m/P u2uW 2

1 1 fP2P1gH9.181098.1J/u2u221

us ud 1

( dfd

212

2d

139.5J/2W98.1139.5237.6J/ ui A agz

71J/2pA9.06104 u Bg(zz) a o＝9.18

＋6.4＋0.75－1） ＝302.5J/2pB3.025105WpB

uo2－ui2pB

302.571231.5J/ Pr＝

f2＋hf u u 2 )o

)d

＝（0.03

＋（0.02

＝136.5J/Kg,PgH9.181098.1J/ u1）HHf并聯(lián)管路的特點(diǎn)：Hf1Hf2H A1A2 dd l1