流体流动-计算题.pdf

化工原理考试题及答案 姓 名 _ 班 级 _ 学 号 _ 成 绩_ 五、计算题：1.（10 分）题号 1324 第 1 章 知识点 420 难度 容易 水平串联的两直管 1、2,管径 d=d/2，管道 1 长为 100m，已知流体在管道 1 中的雷诺数(Re)=1800,今测得某流体流经管道 1 的压强降为0.64(m 液柱)，流经管道 2 的压强降为 0.064(m 液柱)，试计算管道 2 的长度(设局部阻力可略去)。*答案*d=d/2 u=4u Re/Re=d u/(d u)=1/2 Re=900=64/Re=0.0356 2=0.071 p/p=2(l/d)(u/2)/1(l/d)(u/2)=2(l/2d)(u/4)/(100/d)u =l/(16100)l=161000.064/0.64=160m 2.（10 分）题号 1326 第 1 章 知识点 230 难度 中等 水在管内流动，截面 1 处管内径为 0.2m，流速为 0.5m.s，由于水的压强产生水柱高 1m;截面 2 处管内径为 0.1m。若忽略水由 1 至 2 处的阻力损失，试计算截面 1、2 处产生的水柱高度差 h 为多少 m?本题目有题图：titu020.bmp *答案*列 1-1、2-2间列柏努利方程式:Z+u/2g+p/g=Z+u/2g+p/g+hf p-p=g(u/2g-u/2g)=(u/2-u/2)u/u=d/d u=0.5(0.2/0.1)=2m.s u 代入 p-p=(2-0.5/2)=1876N.m p-p=gh h=(p-p)/g =1875/(10009.81)=0.191m 3.（10 分）题号 1328 第 1 章 知识点 430 难度 中等 一输油管，原输送=900kg.m，=135cp 的油品，现改输送=880kg.m，=125cp 的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降-pf 不变,流型为层流，则输送的油量(质量流量 m)有何变化?(用百分数表示)*答案*64/R（l/d)(u/2)=64/R(l/d)(u/2)u/(d u)u=u/(d u)u u u/=u u/u/u=/=1.35880/1.25900=1.056 输油量比原来增加 5.6%4.（10 分）题号 1330 第 1 章 知识点 420 难度 中等 某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？*答案*根据泊氏方程：-p=32ul/d 以及：(/4)d u=(/4)d u=Vs 已知：d=2d 则：u/u=d/d=(2d)/d=4 即：u=u/4 原工况：-p=32u l/d 现工况：-p=32u l/d =l=l u=u/4 d=2d 将上述各项代入并比较：现/原:p/p=32(1/4)ul/(2d)/32ul/d=1/16 因摩擦而引起的压降只有原来的 1/16 5.（12 分）题号 1332 第 1 章 知识点 300 难度 中等 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽 A 输送至一敞口搅拌反应槽 B 中,输液管为382.5mm 的铜管,已知料液在管中的流速为 u m.s,系统的hf=20.6u/2 J.kg,因扩大生产，须再建一套同样的系统,所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加 30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少?本题目有题图：titu022.bmp *答案*u0u p=p 于是 gZ=gZ+hf g(Z-Z)=hf=20.6u/2 u=2g(Z-Z)/20.6 =(29.816/20.6)=2.39m.s Z=Z+20.6u/2g =5+20.6(1.32.39)/(29.81)=15.14m 增高为：Z-Z=15.14-11=4.14m 6.（10 分）题号 1334 第 1 章 知识点 100 难度 中等 有一敞口储油罐，为测定其油面高度，在罐下部装一 U 形管压差计(如图示)，油的密度为，指示液密度为，(U 形管压差计 B 侧指示液面上充以高度为h的同一种油),当储油罐充满时，U形管指示液面差为R，试导出：当储油罐油量减少后，储油罐内油面下降高度 H 与 U 形管 B 侧液面下降高度 h 之间的关系。本题目有题图：titu024.bmp *答案*由静力学方程式：H=R+h (a)当罐内液面下降 H 时，B 侧下降 h，A 侧上升 h R=R-2h (H-H-h)=(R-2h)+h (b)将式(a)代入式(b)并整理可得：H=h(2/)-1或 h=H/(2-）7.（15 分）题号 1336 第 1 章 知识点 354 难度 较难 如图所示的管路系统中，有一直径为382.5mm、长为 30m 的水平直管段AB,并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数 Co=0.63。流体流经孔板永久压强降为 3.510 N.m，AB 段的摩擦系数可取为 0.024。试计算:液体流经 AB 管段的压强差；若泵的轴功率为 500W，效率为 60%，则 AB 管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。本题目有题图：titu026.bmp *答案*在 A-B 之间列柏方程(管中心线为基准面)：gZ+u/2+p/=gZ+u/2+p/+h p-p=h=Lu/2d+p 孔 u=C 2gR(-)/=0.6329.810.6(13600-867)/867 =8.284m.s u=(16.4/33)8.284=2.046m.s pA-pB=0.024(30/0.033)(2.046/2)867+3.510 =74590N.m Ne=W.W=(74590/867)(/4)d u =86(0.7850.0332.046867)=130w 有效功率百分数=130/(5000.6)100%=43.3%8.（10 分）题号 1338 第 1 章 知识点 100 难度 中等 如图（）所示两个容器与一水银压差计用橡皮管相连接，此二容器中均充满水，设水银压差计读数 R 为 650mmHg，试求:（1）二容器的压力差为多少？（2）如果将二容器由图（）改为图（）位置时，此时的压力差和读数有何改变？为什么？本题目有题图：titu029.bmp *答案*（1）P P R（）065（136001000）981 803439N.m 8190m mH O （2）P P（HR）P P R(H+2)P P P P R（）2 R（P P 2）/（）（80343921000981）/（12600981）049mH O 压力差由图（）变换到图（）位置时，因系统条件未变化，则压力差值不变，但压力差读数由降到，这是因压力差两边的水柱高度变化而改变的原因。9.（10 分）题号 1340 第 1 章 知识点 230 难度 容易 水在内径为 250mm 的钢管内流动。已知截面 11 处的流速为 1m.s，测压管中水柱高为 1m；在截面 22 处管内径为 150mm。试计算在截面 11 与 22 处产生的水柱高度差 h 为多少 m 水柱？（忽略阻力损失）本题目有题图：titu031.bmp *答案*在截面 11 与 22 间列柏努利方程：Z/2P/Z/2P/Z 0，Z 0 P/1mH O，1m.s P/P/2/2（d/d）1（250/150）2.78m.s hP/P/2.78/（29.8 1）1/(2981)0.343mH O 10.（12 分）题号 1342 第 1 章 知识点 310 难度 较难 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为 200mm，试问测量段的阻力为多少？本题目有题图：titu033.bmp 在两测压孔之间列柏努利方程式：ZP/2 ZP/2 （P-P）/（Z Z）（）/2 （P P）/Z（）/2 由静力学方程式可得 （P P）/（水）/Z（汞-水）/（）/2 u 1m.s，（d/d）12=4m.s 0.212.6（161）/（29.81）1.755mH O1755mmH O17221P 11.（10 分）题号 1344 第 1 章 知识点 100 难度 中等 某受压设备，用串联 U 形管压差计测量其表压，装置如附图所示，写出 1、2、3、4 各点及 P 的压强计算式。（连通 U 形管压差计水银面上充满水）本题目有题图：titu034.bmp *答案*以表压为基准：P P P R RR P P R R P P R （R R）R P P R （R R）（R R）12.（15 分）题号 1346 第 1 章 知识点 570 难度 较难 用泵将密度为 850kg.m，粘度为 190cP 的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为 20mm。输送管路为1084mm 的钢管，总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。管路上装有孔径为80mm 的孔板以测定流量，其油水压差计的读数 R=500mm。孔流系数Co=0.62，水的密度为 1000kg.m。试求:输油量是多少 m.h?若泵的效率为 0.55，计算泵的轴功率。*答案*uo=Co2gR(-)/=0.6229.810.5(1000-850)/850 =0.816m.s Vh=0.8160.785(0.08)3600=14.76m3.h u=0.815(80/100)=0.522m.s Re=0.10.522850/(1 9010)=234 (V/V)=(/)V=V(/)=v(PM/RT)/(PM/RT)=V(PT/PT)P=760m mHg T=293 P=760-(200/10330)760=745.3mmHg T=273+30=303K Vmin=4760303/(745.3293)=41.027=4.108m.h Vmax=41.08m.h 14.（10 分）题号 1350 第 1 章 知识点 340 难度 中等 冷冻盐水的循环系统，如图所示，盐水的密度为 1100kg.m，管路的直径相同，盐水由 A 流经两个换热器而至 B 的总能量损失为 98.1J.kg,由 B 流至 A 的管路能量损失为 49J.kg,A 至 B 的位差为 7m，若 A 处的压力表读数为 2.4510 N.m(表压)时，B 处的压力表读数为若干 N.m (表压)?本题目有题图：titu037.bmp *答案*gZA+(pA/)+(uA/2)=gZB+(pB/)+(uB/2)+hfAB pB=pA-(gZB+hf A B)=2.4510-(9.817+98.1)11 00 =6.1610 N.m(表压)15.（16 分）题号 1352 第 1 章 知识点 430 难度 较难 水在下图管道中流动，流量为 42.4m.h,A.B 两截面的内径分别为50mm 与 100mm，从 A 流向 B 的扩大阻力损失为(/（2）)，从 B 流向 A 的缩小阻力损失为(/（2），可取0.56，0.42，压差计指示液为汞。（1）流体从 A 流向 B，问 R 值为多少？（2）流体从 B 流向 A，问 R 值为多少？本题目有题图：titu039.bmp *答案*V/（0785d）42.4/（36000.7850.05）6 m.s 1/41.5m.s 在 A、B 两截面间列柏努利方程式，并以（1/4）代入，经整理可得：从 A 流向 B（P P）/2（1 5/16）从 B 流向 A（P P）/2（1 5/16）（1）从 A 流向 B（P P）/2（15/16）6/（29.81）（15/160.56）=0.7m R（）/（P P）/0.7m R 0.7/12.60.0555m55.5mm H （2）从 B 流向 A （P P）/2（15/16）6/（29.81）（15/160.42）2.5m R（）/（P P）/2.5m R 2.5/12.60.1984m198.4mmH good ok 6/7/2010 1.（14 分）题号 1339 第 1 章 知识点 430 难度 中等 某油品在894mm 的无缝钢管中流动。在 A 和 B 的截面处分别测得压强 P 15.210 N.m，P 14.810 N.m。试计算管路中油品的流量。已知：A.B 间长为 40m，其间还有 2 个 90 弯头（每个弯头的当量长度35d），油820kg.m，油121cp。本题目有题图：titu030.bmp *答案*努利方程：Z/2P/H ）/d/2g d）（）/d/2 12110 0.0811.186820/（12110）1.186.h。.（10 分）题号 1341 第 1 章 知识点 300 难度 中等 于 AB 间列柏 Z/2P/（P P）/（Z Z）H （(15.2-14.8)10/(8209.81)-1=64/(du/)(l+l)/d/2 64/（(3.97329.81(0.081)820/(6445.67)=1.186 m.s 校验：R d/6512000 VA0.785（0.081）11.s 6.10 m 22m 2 图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为573.5mm；管的下端位储水池水面下 2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为 12/（2）；截面 22 处的真空度为 4m 水柱；由 11 至 22 截面的沿程压头损失为 9/（2）。试求：（1）进水管的流量为多少 m.h；（2）进水口 11 处的表压为若干 N.m？本题目有题图：titu032.bmp *答案*2 截面列柏努利方程：列水面与 2（1）Z/2P/Z/2 0，Z，P/4mH O.h 槽截面，3-3 及 1-1 截面间的柏努利方=Z=0 p/g=2 p/g u/2g=1.415m 水 .（8 分）题号 1343 第 1 章 知识点 640 难度 中等：（1）*答案*/9.1/（1.1410）动 0.01/（321.14100.15）.（10 分）题号 1345 第 1 章 知识点 100 难度 中等 20mP/H 3mZ 0，0，PH 12/29/221/221/2 21/2/222/2431m （29.81/22）0.94m.s V36000.785（0.05）0.946.64m1（2）进水口 1 处的表压 P 33 截面为大槽距水面 2m 深处的大程式 Z u0 u=0.94ms H=12+0.9412 2=p/1000g/2g+0.94/2g p=13.8810 P=13.88KP 3 15水在内径为 10mm 的钢管内流动，流速为 0.15 m.s，试问该流动类型是层流还是湍流？（2）如上游压强为 7kgf.cm，流经多长管子，流体的压强降至 3kgf.cm？15水的密度为 999.1kg.m，粘度为1.14cp.（1）Red 0.0100.1599 13142000 该流体作层流流 （2）根据泊谡叶方程式 P32/d Pd/（32）10（73）9.81 7171m 4 一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差 h 100mm，在 Hh1m高处的测压管中测得水柱差 15m，管外空气的密度1.29kg.m，求管中静止煤气的密度为多大？本题目有题图：titu035.bmp *答案*水 水 水 P P P（P H）P 又 P H（P H）（P 水）H H水H水 -水（）/H 1.29-1000（0.1150.1）/20.（12 分）题号 1347 第 1 章 知识点 400 难度 中等 进答案*0.002m3.s 27=3.493m.s .2 93.491000)=0.0414 Re1，.（10 分）题号 1349 第 1 章 知识点 400 难度 较难 D 0.54kg.m。5 在实验室流体沿程阻力测定装置上，对1镀锌管(内径 27mm)，行测试，测压点间距为 5290(mm)，当水流量为 2(L.s)时，水银压差计上读数为 400(mm)。求：此时的值是多少?在同样条件下测定1/2镀锌管(管内径为 16.25mm)的值,当管内流速 5.80m.s 时,试估计测得的值应比高还是低?为什么?水的粘度=1cp,密度=1000kg.m *水流量为 在1管 u=0.002/(/4)0.0Re=3.4930.0271000/1094300 p=(13.6-1.0)4009.8149440P /2)p=(l/d)(u =494400.0272/(5在(1/2)管中 d=16.25mm,u=5.8m.s Re=0.016255.81000/1094250 在湍流区：(Re,/d),若两管绝对粗糙度接近/d 6 如图示,液位恒定的 A.B.C 三水槽,通过 a、b、c 三条等径管线同时向槽(液位恒定)供水,三管线与三水槽的连接方式以及插入 D 槽中的深度均相同。三条管线的长度(包括所有局部阻力的当量长度)为 l=2l，l=3l。当水温为 20时,通过各管线的体积流量分别为 Va、Vb 和 Vc。摩擦系数=0.3164/Re。试求每根管线的摩擦阻力损失。本题目有题图：titu036.bmp *答案*线的摩擦损失相同。.（14 分）题号 1351 第 1 章 知识点 310 难度 较难 的密 a、b、c 三条管 ha=hb=hc=Hg J.kg 7 若烟囱的直径为 D1m，烟气的质量流量 G18000 kg.h,烟气度0.7kg.m，周围空气的密度1.2kg.m，在 11 截面处安置一个 U 形压差计，并测得 R10mmH O，烟气流经此烟囱的压降损失 H0.06(H/D)（/（2）m 柱。试求此烟囱的高度 H 为多少？本题目有题图：titu038.bmp *答案*G18000/36005kg.s VG/5/0.77.14 m.s V/（0.785D）7.14/（0.7851）9.1m.s /29.1/（29.81）4.22m 列 11 与 22 截面柏努利方程 P/2Z P/2Z H （109.8/（0.79.8）（-H/）+H+0.06H/D/2 （1.2/0.7）HH0.06H4.23 解得 H31m。8.（16 分）题号 1353 第 1 章 知识点 430 难度 困难 精馏塔 C 塔顶列管式冷凝器 D 壳方的冷凝液体经 AB 管线流至塔顶，管路系统的部分参数如附图所示。已知管径为222mm，AB 管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长度之和为 25m。操作条件下液体的密度为 1000kg.m,粘度为 25cp。冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体积流量。摩擦系数可按下式计算:层流时,=64/Re;湍流时,=0.3164/Re。本题目有题图：titu040.bmp *答案*在 A、B 两截面间列柏方程(以通过 B 的水平面为基准面)：gZA+(uA/2)+(pA/)=gZB+(uB/2)+(pB/)+hf A B pA=0.43136009.81=5.73710 N.m pB=0.45136009.81=610 N.m 设流动为层流，则 =64/Re=64/(du)hf A B=(l+le)/d(u/2)=64/(du)(l+le)/d(u/2)=61.73u 将有关数代入柏方程求解：9.816+(5.73710/1000)=(610/1000)+61.73u u=0.911m.s Vh=0.991(/4)0.0183600=0.834m.h 验算：Re=0.0180.9111000/(2510)=6564000，假设正确 V=Su=(/4)d u=(/4)(0.3)3.5133600 =893.95(m.h)流量减半，即是流速减半 u=3.513/2=1.7565m.s Re=5775,符合柏拉斯式条件,列 1-1 面至 2-2 之间的柏式：gz=(0.3164/Re)(l/d)+(u/2)=2gz/u-(0.3164/Re)(l/d)=29.813.2/1.7565-(0.3164/5775)(50/0.3)=14.3 又(u/2)=(le/d)(u/2)=(0.3164/Re)(le/d)(u/2)=(0.3164/Re)(le/d)le=(d/0.3164)Re =(0.314.3/0.3164)5775=118.2(m)16.（14 分）题号 1369 第 1 章 知识点 420 难度 较难 一测量管道阻力的装置,如图所示。已知 D=2D,水银=13600kg.m,u=1m.s。试计算阻力损失 hf J.kg。本题目有题图：titu058.bmp *答案*(p-p)/+(Z-Z)g=(u-u)/2+hf (p-p)/+(Z-Z)g=(-)Rg/比较两式得：hf =(-)g/R+u/2-u/2 又 u=u(A/A)=(D/D)=u/4 代入上式得：hf =(-)gR/+(u/4)/2-u/2 =12.60.019.81+(1/32)-1/2 =0.767J.kg 17.（14 分）题号 1371 第 1 章 知识点 231 难度 中等 如图所示，水以 3.78 升/秒的流量流经一扩大管段，已知 d 40mm，d 80mm，倒 U 形压差计中水位差 R170mm，试求：水流经扩大管段的摩擦损失 h。本题目有题图：titu060.bmp *答案*（1）3.7810/（0.7850.04）3 m.s （1/4）0.75 m.s 在 11、22 截面是列柏式：Z P/2Z P/2 Z Z 0（以过管轴线的水平面为基准面）（P P）/（）/2 （3 0.75）/24.22 由静力学方程：P R气P R水 （P P）/水R.0.179.811.668 即 4.221.668 h 2.552/kg 18.（18 分）题号 1373 第 1 章 知识点 240 难度 困难 有一串联水平管路已知 l=100m,l=50m,l=40m,d=100mm,d=50mm,d=40mm(皆指内径)。现有 20的水沿管路作湍流流动，若允许产生的最大压强降为 6mH O，试求水的最大流量为多少 m.h？管路局部阻力可不计。水在 20时物性：=1000kg.m，=0.001Pa.s，摩擦系数=0.3164/Re *答案*d=0.5d u=4u Re=2Re d=0.4d u=6.25u Re=2.5Re=0.3164/Re =0.3164/(2Re)=0.3164/1.19Re =0.841=0.795 Hf=(l/d)(u/2g)+(l/d)(u/2g)+(l/d)(u/2g)=1000(u/2g)+10000.841(4u)/2g+1000 0.795(6.25u)/2g =2319.6 u =2319.6u 0.3164)/(d u )=2319.6u0.3164(0.001)/(0.11000)=41.27u Hf=6m u=6/41.27=0.1454 u=0.3322m.s V=(/4)d u=(/4)0.10.33223600=9.39m.h 19.（20 分）题号 1375 第 1 章 知识点 370 难度 困难 如图示循环管路，离心泵的安装高度 H 3m,泵特性曲线可近似表示为 H 231.4310 V，式中 V 以 m.s 表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为 10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为 120m，管径均为 50mm，假设摩擦系数 0.02，水温 20。试求：(1）管路内的循环水量为多少？(2）泵进、出口压强各为多少？本题目有题图：titu070.bmp *答案*（1）管路特性曲线 H（）/d（U/2）H0.02（12010）/0.05（/（0.7850.05）/（2）6.8810 联解 231.4310 6.8810 0.00526 m.s 18.9 m.h （2）在进水液面与泵入口处列柏氏方程 P/P/H U/2(/d)U/2 U5.2510/（/40.05）2.68 m.s P/P/32.68/（29.8 1）0.0210/0.052.68/（29.81）（P/P/）-4.83m 水柱-4738 2N.m（真空度）H（P P）/H 231.4310（0.00526）19m P/19P/P/P/P/P/19 19（P P）/P/P/194.8314.17m 水柱（表压）1.3910 N.m（表压）20.（10 分）题号 1377 第 1 章 知识点 340 难度 中等 密度为 1000kg.m，粘度为 1cp 的水，以 10m.h 的流量在513mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为 2.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处 100m 下游处流体静压强为多少 Pa?(Re=510-110 时,=0.3164/Re)*答案*u=V/(d/4)=10/(36000.045/4)=1.75m.s Re=du/=0.0451.751000/(110)=78750=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189 由柏式：Z=Z u=u p/=p/+(l/d)(u/2)p=p-(l/d)(u/2)=2.59.8110-0.0189(100/0.045)(1.75/2)1 000 =1.8110 N.m(表压)good ok 6/7/2010 ：1.（15 分）题号 1359 第 1 章 知识点 320 难度 较难 如图所示，用内径 d100mm 的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度 H4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失，沿管长均匀发生，h 3/（2）。求：（1）水在管内的流速及流量 Q（2）管道中点处 M 的静压强 P。本题目有题图：titu046.bmp *答案*（1）列 00 与 22 截面柏努利方程：Z P/2Z P/2 以 22 截面为基准面，Z 0，0，P P 4/23/24/2 解得 （2）4.43 m.s VA0.7850.14.43 0.0348 m.s 125 m.h （2）列 M 点与出口截面的柏努利方程 ZP/2ZP/2 1P/2/23/2/2 P/3/2/210.5 mH O P 0.59.8110 4.910 N.m 2.（16 分）题号 1361 第 1 章 知识点 320 难度 较难 40水由高位槽经异径收缩管向下流动，为保证水在流经收缩管时不产生气化现象，收缩管的管径应限制在多大？（不考虑流动阻力损失）。当地大气压为 97kN.m，40水的密度为 992kg.m，饱和蒸汽压 P 7.38kN.m。本题目有题图：titu048.bmp *答案*列 11 与 22 截面间列柏努利方程：10=u/2g,u=(102g)=14m/s 列 1-1 及 0-0 间柏努利方程 7+9710/1000g=7.3810/1000g+u/2g 解得 u=17.8m/s 由连续性方程 17.8d=14150 解得 d=133mm 3.（14 分）题号 1363 第 1 章 知识点 230 难度 较难 喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度0.5m，其两端的直径 d 40mm，d 20mm，竖直装置。若把表压为 9.807kN.m 的水引入喷嘴，而喷嘴的阻力损失为 1.5mH O，如不计空气阻力，试求喷出的流量和射流的上升高度。水的密度为 1000kg.m。本题目有题图：titu050.bmp *答案*列 11、22 截面，以 11 面为基准的柏氏方程 Z+P/+/2Z P/2 Z 0，P 0 由连续性方程：（/4）d（/4）d （d/d）（20/40）/4 P/10m，Z 0.5 101/2（/4）0.5/21.5 8/21/16/2（15/1 6）/2 （89.81216/15）12.94 m.s 上升高度 H=/(29.81)=(12.94)/(29.81)=8.53 m 4.（12 分）题号 1365 第 1 章 知识点 400 难度 较难 用内径为 300mm 的钢管输送 20的水，为了测量管内水流量，在 2m长主管上并联了一根总长为 10m（包括局部阻力的当量长度）内径为 53mm的水煤气管，支管上流量计读数为 2.72m.h,求总管内水流量为多大？取主管的摩擦系数为 0.018，支管的摩擦系数为 0.03。本题目有题图：titu052.bmp *答案*设主管中水流量为 V，支管中水流量为 V 则 VV V V 0.785d 36002.72m.h 2.72/（36000.7850.053）0.343m.s （/d）/2 0.0310/0.0530.343/2 0.333/kg （/d）/2 0.0182/0.3/20.333 /kg 解得 2.36 m.s V/4d 3600 0.7850.32.363600600m.h 总流量 V6002.72602.72m.h 5.（18 分）题号 1367 第 1 章 知识点 430 难度 较难 某液体密度 800kg.m，粘度 73cp，在连接两容器间的光滑管中流动，管径 300mm，总长为 50m(包括局部当量长度)，两容器液面差为 3.2m(如图示)。求：管内流量为多少?若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少?按该管折算的当量长度又是多少?层:=64/Re;湍流=0.3164/Re 本题目有题图：titu055.bmp *答案*在 1-1 面和 2-2 面之间，列柏式以 2-2 面为基准面：uu0 gz=hf =(l/d)(u/2)设流体流动符合柏拉修斯公式：=0.3164/Re Re=du/gz=(0.3164/Re)(l/d)(u/2)=0.3164/(/)(l/d)(u/2)u =2gz/0.3164/(/)(l/d)=9.01542 u=3.513m.s 验证：Re=0.33.513800/0.073=115504000，假设正确 V=Su=(/4)d u=(/4)(0.3)3.5133600 =893.95(m.h)流量减半，即是流速减半 u=3.513/2=1.7565m.s Re=5775,符合柏拉斯式条件,列 1-1 面至 2-2 之间的柏式：gz=(0.3164/Re)(l/d)+(u/2)=2gz/u-(0.3164/Re)(l/d)=29.813.2/1.7565-(0.3164/5775)(50/0.3)=14.3 又(u/2)=(le/d)(u/2)=(0.3164/Re)(le/d)(u/2)=(0.3164/Re)(le/d)le=(d/0.3164)Re =(0.314.3/0.3164)5775=118.2(m)6.（14 分）题号 1369 第 1 章 知识点 420 难度 较难 一测量管道阻力的装置,如图所示。已知 D=2D,水银=13600kg.m,u=1m.s。试计算阻力损失 hf J.kg。本题目有题图：titu058.bmp *答案*(p-p)/+(Z-Z)g=(u-u)/2+hf (p-p)/+(Z-Z)g=(-)Rg/比较两式得：hf =(-)g/R+u/2-u/2 又 u=u(A/A)=(D/D)=u/4 代入上式得：hf =(-)gR/+(u/4)/2-u/2 =12.60.019.81+(1/32)-1/2 =0.767J.kg 7.（14 分）题号 1371 第 1 章 知识点 231 难度 中等 如图所示，水以 3.78 升/秒的流量流经一扩大管段，已知 d 40mm，d 80mm，倒 U 形压差计中水位差 R170mm，试求：水流经扩大管段的摩擦损失 h。本题目有题图：titu060.bmp *答案*（1）3.7810/（0.7850.04）3 m.s （1/4）0.75 m.s 在 11、22 截面是列柏式：Z P/2Z P/2 Z Z 0（以过管轴线的水平面为基准面）（P P）/（）/2 （3 0.75）/24.22 由静力学方程：P R气P R水 （P P）/水R.0.179.811.668 即 4.221.668 h 2.552/kg 8.（18 分）题号 1373 第 1 章 知识点 240 难度 困难 有一串联水平管路已知 l=100m,l=50m,l=40m,d=100mm,d=50mm,d=40mm(皆指内径)。现有 20的水沿管路作湍流流动，若允许产生的最大压强降为 6mH O，试求水的最大流量为多少 m.h？管路局部阻力可不计。水在 20时物性：=1000kg.m，=0.001Pa.s，摩擦系数=0.3164/Re *答案*d=0.5d u=4u Re=2Re d=0.4d u=6.25u Re=2.5Re=0.3164/Re =0.3164/(2Re)=0.3164/1.19Re =0.841=0.795 Hf=(l/d)(u/2g)+(l/d)(u/2g)+(l/d)(u/2g)=1000(u/2g)+10000.841(4u)/2g+1000 0.795(6.25u)/2g =2319.6 u =2319.6u 0.3164)/(d u )=2319.6u0.3164(0.001)/(0.11000)=41.27u Hf=6m u=6/41.27=0.1454 u=0.3322m.s V=(/4)d u=(/4)0.10.33223600=9.39m.h 9.（20 分）题号 1375 第 1 章 知识点 370 难度 困难 如图示循环管路，离心泵的安装高度 H 3m,泵特性曲线可近似表示为 H 231.4310 V，式中 V 以 m.s 表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为 10m，排出管长（包括全部局部阻力的当 量长度）为 120m，管径均为 50mm，假设摩擦系数 0.02，水温 20。试求：(1）管路内的循环水量为多少？(2）泵进、出口压强各为多少？本题目有题图：titu070.bmp *答案*（1）管路特性曲线 H（）/d（U/2）H0.02（12010）/0.05（/（0.7850.05）/（2）6.8810 联解 231.4310 6.8810 0.00526 m.s 18.9 m.h （2）在进水液面与泵入口处列柏氏方程 P/P/H U/2(/d)U/2 U5.2510/（/40.05）2.68 m.s P/P/32.68/（29.8 1）0.0210/0.052.68/（29.81）（P/P/）-4.83m 水柱-4738 2N.m（真空度）H（P P）/H 231.4310（0.00526）19m P/19P/P/P/P/P/19 19（P P）/P/P/194.8314.17m 水柱（表压）1.3910 N.m（表压）10.（10 分）题号 1377 第 1 章 知识点 340 难度 中等 密度为 1000kg.m，粘度为 1cp 的水，以 10m.h 的流量在513mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为 2.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处 100m 下游处流体静压强为多少 Pa?(Re=510-110 时,=0.3164/Re)*答案*u=V/(d/4)=10/(36000.045/4)=1.75m.s Re=du/=0.0451.751000/(110)=78750=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189 由柏式：Z=Z u=u p/=p/+(l/d)(u/2)p=p-(l/d)(u/2)=2.59.8110-0.0189(100/0.045)(1.75/2)1 000 =1.8110 N.m(表压)11.（12 分）题号 1379 第 1 章 知识点 340 难度 中等 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4T.h,高位槽中液面比油池中液面高 20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度)330m,进出口阻力不计。管径为1084mm,若油在输送温度下的比重为 0.96,粘度为 3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率=50%。*答案*对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le)/d(u/2g)Z=20m l+le=430m d=108-24=100mm=0.1m u=Vs/0.785d =38400/36000.7850.1960 =1.415m.s Re=du/=