1. 当地大气压为750mmHg,测得一容器内的绝对压力为360mmHg,则真空度为_________mH
O。测得另一容器内的表压强为980mmHg,则其绝对压强为
2
O;230.66KPa
________KPa。 5.3mH
2
2.液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动,则阻力
损失为原来的________倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍,则阻力损失为原来的__________倍。2;1/4
3.已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为1600。测得此时管中心处的点速度为1m/s,则此管截面上的平均速度为______m/s。1/2(或0.5m/s)
4.水在内径一定的圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Re
值将________。减小
5. 如图所示,用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ100×2mm的管道送往敞口高位储槽。两储槽液面高度差为16m,密封槽液面上真空表p1读数为500mmHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290mmHg(真空度)。泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为70mm,流量系数为0.7,所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36J/kg,试求:
(1)泵的输水量(m3/h)。
(2)泵出口处压力表p3的指示值(KPa)。(已知真空表与压力表相距0.2m) (3)包括全部局部阻力的当量长度在内的管路长度。(已知摩擦系数为0.01)
(1)
/h 62.84m /s 0.0174m 03.4207.0785.07.0 1000
)
100013600(17.081.9207.04
7.0 )
(233220==???=-????
??
=-=πρρρgR A C V O O s
(2)
s m d V
u /405.2096
.0785.00174
.04
2
2
=?=
=
π
选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程:
kPa
p kPa
p H g u g p Z H g u g p Z f
66.3833.101760
29066.6633.101760500
22212
4
2421114
1=?==?=+++=+++-∑ρρ O mH H g p Z Z H f 23311446.2681
.936
81.9101066.6616)(41=+??+=+--=∑-ρ
选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程
3
2222
23322
22-∑+++=+++f H g
u g p Z H g u g p Z ρρ
O
mH H H g p
Z Z g p f 233
232332.2246.2681
.91010
66.38)2.00( )(3
2=+??+
-=-++-=-ρρ
kPa p 96.21881.91032.2233=??=
(3)
m u d h l l u d l l h f e e f 5.1192.405
0.010.096
23622
2
22
4141=???=??=+∴+=--λλ
1.当地大气压强为750mmHg ,测得一容器内的绝对压强为350mmHg ,则真空度为mmHg 。测得另一容器内的表压强为1340 mmHg ,则其绝压为 mmHg 。 400;2090
2.某水平直管输水量为V q ,今改为输送2V q 的有机物,且2,μμ=水0.5ρ=ρ水。 设两种输液下,流体均在层流下流动,则管路两端压差为水的________倍。4 3.层流底层越薄,则以下结论正确的是。C
A 、近壁处速度梯度越小
B 、流动阻力越小
C 、流动阻力越大
D 、流体湍动程度越小
4. 如图所示,水流经一扩大管段d 1=40mm , d 2=80mm ,已知d 1中水的流速为2.4m/s ,倒U 形压差计中水位差R=150mm 。 试求:1)水流经两测压点间的阻力损失h f (J/kg );
2)如将粗管端抬高,使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R 的读数如何变化?(定性说明,不必计算)
解:1)s m u d d u /6.04.24
1
)(
12212=?== 在两测压点间列伯努利方程,以管子轴线为基准面,化简得,
f h u p u p ++=+2
22
22211
ρρ f f f h h h u u p p -=--=--=-7.22
6.04.22222
2211
2ρ
由静力学方程,()gR gR p p 水气水ρρρ≈-=-12
47.115.081.91
2=?==-gR p p 水
ρ
即,kg J h h f f /23.147.17.247.17.2=-=?=- 2)粗管端抬高后,管段倾斜,设抬高Z ?,
由静力学方程得,
gR Zg p p =?--水
ρ1
2
由伯努利方程有
f f h h u u Z
g p p -=--=?--7.22
2
2
211
2ρ
在水的流量不变情况下,该管段的流动阻力损失不变,因此R 不变。 1. 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能。减小 2.气体的粘度随温度升高而,水的粘度随温度升高而。 增加;降低
3.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子(稳定时)两侧压差值将。增加;不变
4. 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×105Pa 的密闭容器,两槽液面均恒定不变,各部分相对位置如图所示。输送管路为φ108×4mm 的无缝钢管,吸入管长为20m ,排出管长为100m(各段管长均包括所有局部阻力的当量长度)。当阀门为3/4开度时,真空表读数为42700Pa ,两测压口的垂直距离为0.5m ,忽略两测压口之间的阻力,摩擦系数可取为0.02。试求: (1)阀门3/4开度时管路的流量(m 3/h); (2)压强表读数(Pa); (3)外加压头(m);
(4)若泵的轴功率为10kW ,求泵的效率; (5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象,
试分析其原因。
解:(1)阀门3/4开度时管路的流量(m 3/h);
在贮槽液面0-0′与真空表所在截面1-1′间列柏努利方程。以0-0′截面为基准水平面
∑-+++=++10,1211020022f h g
p g u z g p g u z ρρ
其中,21212110,204.081
.921.020
02.02u u g u d l l h f =???=?+?=∑∑-λ,
z 0=0, u 0=0, p 0=0(表压), z 1=3m , p 1=-42700Pa(表压)
代入上式,得: u 1=2.3m/s , Q=h m u d /654
32=π
(2)压强表读数(Pa);
在压力表所在截面2-2′与容器液面3-3′间列柏努利方程。仍以0-0′截面为基准水平面
∑-+++=++32,32332
2
2222f h g
p g u z g p g u z ρρ
81
.923.21.010002.01000105.1016100023.25.32
522???+??++=++g g p g
解得,p 2=3.23×105Pa (表压) (3)外加压头(m);
在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程,可得,
m
H g p p z z H f 8.370
81
.9100010427.01023.35.0)(5
51212=+??+?+=+-+-=ρ (4)泵效率
%
87.66/687.6102
36001000658.37102===???==N Ne kw
HQ Ne ηρ故 (5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象,原因是进口管有泄露。
1、流体在等径水平直管的流动系统中,层流区:压强降与速度的____次方成正比;完
全湍流区:压强降与速度的_____次方成正比。一次方,平方
2、当地大气压为745mmHg ,测得一容器内的绝对压强为345mmHg ,则真空度为______ mmHg 。测得另一容器内的表压强为1355mmHg ,则其绝对压强为_______ mmHg 。400mmHg ,2100mmHg
3、水力半径的定义是r H =_________________________。流道面积/浸润周边
4、某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长、管径同时增加一倍,其
阻力损失为原来的______倍。0.5 5、转子流量计的主要特点是( )。C
(A)恒截面、恒压差; (B)变截面、变压差;
(C)恒流速、恒压差; (D)变流速、恒压差。
6、层流与湍流的本质区别是( )。D
(A)湍流流速>层流流速;(B)流道截面大的为湍流,截面小的为层流;
(C)层流的雷诺数<湍流的雷诺数; (D)层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
7. 用泵将密度为850kg/m3,粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中,升扬高度为20m。输送管路为φ108×4mm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1000/m3。孔板流量计的计算公式为:u o =C o[2gR(ρ′-ρ)/ρ]0.5。试求:
(1)输油量是多少m3/h?
(2)若泵的效率为0.55,计算泵的轴功率。
解:(1)uo =Co[2gR(ρ′-ρ)/ρ]0.5=0.62[2×9.81×0.5×(1000-850)/850] =0.816m/s V h =0.816×0.785×(0.08)2×3600=14.76m3/h
(2)在贮油池和高位槽间列柏努利方程,化简得:
We=hg+Σhf
u=0.815×(80/100)2=0.522m/s
Re=0.1×0.522×850/(190×10-3)=234<2300
λ=64/Re=64/234=0.274
Σhf=0.274×(1000/0.1)×(0.5222/2)=373.3J/kg
We=20×9.81+373.3=569.5J/kg
Ne=We·W S/η=569.5×(14.76×850/3600)/(1000×0.55)=3.61kw
1. 测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将______,若改用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压差值将______。、增大;不变
2. 空气的黏度随温度升高而(增大,减小,不变)。增大
3. 当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力。B
(A)变大(B)变小(C)不变(D)不确定
4. 在完全湍流区(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数值C
(A)与光滑管一样(B)只取决与Re
(C)只取决与相对粗糙度(D)与粗糙度无关
5. 常压下,用水逆流吸收混合气中氨的流程如图所示,用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶,并经喷嘴喷出,水流量353m /h 。泵的入口管为108mm 4mm φ?无缝钢管,出口管为76mm 3mm φ?无缝钢管。池中水深为1.5m ,池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m 。水流经所有管路的能量损失为46J/kg (不包括喷嘴),泵出口管与喷嘴连接处的表压为34kPa 。设初选泵的效率为60%,试求该初选泵的轴功率(水密度以31000kg /m 计)
。
解:如图,取水池液面为 1-1’截面,塔顶喷嘴入口处为2-2’截面,并以1-1’截面为基准水平面。在1-1’和2-2’截面间列伯努利方程
其中(表压), (表压)
喷头入口处水流速
将以上各值代入,可得输送水所需的外加功
2
22121211()()2e f
p p W z z g u u W ρ
-=-+-++∑110,0z p ==10
u ≈220 1.518.5z m
=-=323410p Pa
=?31000/,42/f kg m W J kg ρ==∑22
2
235/3600
2.53/0.7850.7850.07V q u m s d =
==?
又因水的质量流量为 所以泵的有效功率为
当泵效率为60%时,其轴功率为
1.某设备上方压力表示数为53kPa ,当地大气压为102kPa ,则该设备的绝压为kPa 。155
2.当Re=1600时,流体在圆形管内为层流时的摩擦系数λ=__________;若流体在管内为 完全湍流流动时,摩擦系数λ与__________无关,只是__________的函数。 0.04,Re ,管子相对粗糙度
3.某液体在内径为d 0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u 0,当它以相同的体积流量通
过等长的内径为d 2(d 2=d 0/2)的管子时,若流体为层流,则压降?p 为原来的倍。C A. 4; B. 8; C. 16; D. 32、
4. 如下图所示,用泵将贮槽A 内密度为880kg/m 3,粘度为4cP 的油用1594mm mm φ?的管道送至设备B ,设备B 内液面上方压力表读数为29.4 kPa ,管路总长度(包括孔板在内所有
局部阻力的当量长度)为80 m ,管路上装有孔板流量计,孔口直径为56 mm ,孔流系数
00.61C =,U 形管压差计指示液为水银,读数R=750 mm 。已知313600/kg m ρ=汞,管
内流动的摩擦系数可按下列式子计算:层流时64/Re λ=,湍流时0.250.3164/Re λ=,求: (1)流量,m 3/h ;
(2)当泵的效率70%η=时,求轴功率。
解:(1)()ρ
ρρgR
A C V s s -=20
()880
75
.081.9880136002056.0785.061.036002??-?????=
h m /84.783=(6分)
(2)22.1151
.0785.0360084
.78785.02
2=??==
d V u s 3
213410
18.59.81 2.5342260.7/21000
e W J kg
?=?+?++=35/360010009.72/m V q q kg s ρ==?=260.79.722534 2.534e e m
N W q W kW
==?==2.534 4.22kW
0.6
e N N η===
4.4052810
4880
22.1151.0Re 3
=???=
=
-μ
ρ
du 湍流 所以0223.04
.405283164
.0Re 3164.025
.025.0===
λ 在贮槽液面11'-和管路出口内侧截面22'-间列柏努利方程得:
m g u d l g P z H e 3.24151
.081.9222.1800223.088081.9294002022
2=????+?+=+?+?=λρ
kW H V N e s 56.67
.010236003.2484.78880102=????==
ηρ
1. 当地大气压为1atm ,现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ,则真空度为
mH 2O 。又测得另一容器内的表压强为980mmHg ,则其绝对压强为________kPa 。5.57mH 2O ;
231.99KPa
2. 某液体在内径为d 的水平管路中稳定流动,当它以相同体积流量通过等长的内径为3d 的管子时,则流速为原来的倍;若改变前后均为层流流动,则摩擦系数为原来的 倍。1/9; 3
3. 孔板流量计是。C
A.变压差流量计,需垂直安装
B.变截面流量计,需垂直安装
C.变压差流量计,需水平安装
D.变截面流量计,需水平安装 4. 孔板流量计的孔流系数C 0,当Re 数增大时,其值。B
A.总在增大
B.减小到一定程度后保持为某定值
C.总是减小
D.不定
5. 如图所示,用离心泵将常温的水从贮水池输送到敞口高位槽中,已知高位槽的水面 离贮水池的水面高度保持为10m 。输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面1m 处,孔径为20mm ,孔流系数为0.65,所接U 形管中指示液为水银,其密度为13600kg/m 3。管路为Φ54×2.0mm 的钢管,直管长度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为250m ,其中贮水池至孔板前测压点A 的直管长度和局部阻力当量长度之和为60m ,水的粘度为1cP ,摩擦系数λ可取为0.02。当水的流量为
6.86m 3/h 时,试确定:
(1)水通过泵所获得的外加能量(J/kg )。 (2)孔板前测压点A 处的表压强(Pa )。
(3)孔板流量计的U 形管中指示液读数R (mm )。
解:s m d V
u /97.005.0785.0360086
.64
2
2
=??=
=
π
(1)kg J u d le l h f /08.472
97.005.025002.02222
1=??=+=∑-λ
以低位槽液面1-1和高位槽液面2-2间列伯努利方程
∑-+++=+++212
22
2
22211
1f h u p gZ We u p gZ ρρ
.0. 0 ),(0 ,0 21211=====u u P P Z 表压(基准)其中:
kg J h gZ We f /18.14508.471081.9212=+?=+=∑- (2)以1-1和A 点前3-3列伯努利方程
∑-+++=3
12
2
3
3
3f h u p gZ We ρkg
J h
f /3.112
97.005.06002.02
3
1=??=∑-)
(2.431000)3.112
97.0981.926.143()2(2
2
33331表KPa h u gZ We p f =?--?-=---=∑-ρ(3)
mm
g A C V R gR A C A u V 03.9)
100013600(81.92100005.0785.065.0360086.6)(2)
(22202
0000000=-????? ?????=-???? ??=∴-==ρρρρ
ρρ 6. 每小时将2×104kg 、45℃氯苯用泵从反应器A 输送到高位槽B (如图所示),管
出口处距反应器液面的垂直高度为15m ,反应器液面上方维持26.7kPa 的绝压,高位槽液面上方为大气压(1个标准大气压),管子为Φ76mm×4mm 、长26.6m 的不锈钢管,摩擦系数为0.0293。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075 kg ?m -3,粘度为6.5×10-4Pa ?S 。泵的效率为70%,求泵的轴功率。 附各局部阻力系数:全开闸阀 ζ1 = 0.17,90℃标准弯头ζ2 = 0.75。
解:如图,取1-1、2-2界面,以1-1 截面为基准面
f H g
p g u Z H g p g u Z e ∑+++=+++ρρ22
22121122
p 1 = 26.7kPa (绝压),z 1 = 0,u 1=0,P 2 = 101.3kPa (绝压),z 2 = 15m
s m d W
A W u /.4214
22===
πρρ
m
g
u g u d l H f 6497181
9242175051702508192421068062602930222
22
2...)...(.....=??
?+?++???=?
∑+??=∑ζλ m H e 83236497181
924211581910751072631012
3.....)..(=+?++??-=kW WgH N e 861./==η
1. 流体在管内作湍流流动时,流动类型从中心到壁依次为:、、。湍流; 过渡区; 层流
2. 气体的粘度随温度的升高而,水的粘度随温度的升高而 。
3. 增加; 降低
4. 测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将。增大; 不变
5. 水(ρ=1000kg/m 3)在1 atm 下由泵以0.012 m 3/s
从低位槽送往高位槽,如图。
泵前的吸入管长和管径分别为6m 和80mm ,管内的摩擦系数为0.02,泵前吸入管路(包括入口)的局部阻力系数之和为1.25。泵后的排出管长和管径分别为13m 和60mm ,管内的摩擦系数为0.03,泵后排出管路(包括出口)的局部阻力系数之和为8.15。两液面的高度差H =10m ,泵的吸入口比低位槽的液面高2m 。求: (1)泵的有效功We ,J/kg ;
(2)泵的吸入口A 和排出口B 处的压强(绝对压强),Pa 。
解:(1) 在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式,并移项整理得
,02
,/1.981018.9,02
2
1
2
21
22
12
1
2
21
2≈-=?==-∑+-+-+=-u u Kg J gH P P h u u P P gH W f ρ
ρ
泵吸入管内的流速为
u 1=,/39.208.01012442
3
21
s m d V =???=-ππ 泵压出管内的流速为
u 2=s m u d d /24.406.008.039.22
2
1222
1=?= 22
112212
121222
()()
22
6 2.3913 4.240.02 1.250.038.15)139.53/0.0820.062
f l u l u h d d J K
g λζλζ-∑=+++????==(+)+(+
98.1139.53237.6/W J Kg =+=
(2)以断面1-1为基准,在断面1-1和A 之间列机械能衡算式可得
2
1
1152242
1.01310
2.396 2.399.812(0.02 1.25)70.9/100020.0827.0910(A
A f A A a p p u gz h J kg p P ρρ-=--∑?=-?--?+?==?-绝对压强)
在断面B 和2-2之间列机械能衡算式可得
2
2
2225225()2
1.0131013 4.24 4.249.8180.038.1530
2.5/,10000.0622
3.02510B
B fB B p p u g z z h J Kg p Pa
ρρ-=-++∑-????=?=++(+)-=