【文章內(nèi)容簡介】 管路流動規(guī)律，有 （a）兩支管出口均在同一水平面上，下游截面列于兩支管出口外側(cè)，于是上式可簡化為 將值代入式（a）中，得 （b） 分支管路的主管與支管的流量關(guān)系為 VAB=VBC+VBD 上式經(jīng)整理后得 （c）在截面11，與CC’間列機械能衡算方程，并以CC’為基準(zhǔn)水平面，得 （d）上式中 z1=11 m，zC=0，ub1≈0，ub, C≈0上式可簡化為 前已算出 因此 在式（b）、（c）、（d）中，ub,AB、ub,BC、ub,BD即λ均為未知數(shù)，且λ又為ub,BD的函數(shù)，可采用試差法求解。設(shè)ub,BD= m/s，則 查摩擦系數(shù)圖得λ=。將λ與ub,BD代入式（b）得 解得 將ub,BC、ub,BD值代入式（c），解得 將ub,AB、ub,BC值代入式（d）左側(cè)，即 計算結(jié)果與式（d）右側(cè)數(shù)值基本相符（≈），故ub,BD可以接受，于是兩支管的排水量分別為 24．在內(nèi)徑為300 mm的管道中，用測速管測量管內(nèi)空氣的流量。測量點處的溫度為20 ℃，真空度為500 Pa，103 Pa。測速管插入管道的中心線處。測壓裝置為微差壓差計，指示液是油和水，其密度分別為835 kg/m3和998 kg/m3 ，測得的讀數(shù)為100 mm。試求空氣的質(zhì)量流量（kg/h）。解： 查附錄得，20 ℃， kg/m3，105 Pa，則管中空氣的密度為查圖128，得 25．在mm的管路上裝有標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計， mm，管中流動的是20 ℃的甲苯，采用角接取壓法用U管壓差計測量孔板兩側(cè)的壓力差，以水銀為指示液，測壓連接管中充滿甲苯?，F(xiàn)測得U管壓差計的讀數(shù)為600 mm，試計算管中甲苯的流量為多少（kg/h）？ 解：已知孔板直徑do= mm，管徑d1=33 mm，則 設(shè)ReReo，由教材查圖130得Co=，查附錄得20 ℃甲苯的密度為866 kg/m3，103 Pas。甲苯在孔板處的流速為 甲苯的流量為 檢驗Re值，管內(nèi)流速為 原假定正確。習(xí)題26附圖非牛頓型流體的流動26．103 m3/s流量送往高位槽中，管路長（包括局部阻力的當(dāng)量長度）為20 m， m，蜂蜜的流動特性服從冪律，密度ρ=1250 kg /m3，求泵應(yīng)提供的能量（J /kg）。解：在截面和截面之間列柏努利方程式，得；第二章 流體輸送機械 1．用離心油泵將甲地油罐的油品送到乙地油罐。管路情況如本題附圖所示。啟動泵之前A、C兩壓力表的讀數(shù)相等。啟動離心泵并將出口閥調(diào)至某開度時，輸油量為39 m3/h，此時泵的壓頭為38 m。已知輸油管內(nèi)徑為100 mm，；油品密度為810 kg/m3。試求（1）管路特性方程；（2）輸油管線的總長度（包括所有局部阻力當(dāng)量長度）。習(xí)題1 附圖解：（1）管路特性方程甲、乙兩地油罐液面分別取作11’與22’截面，以水平管軸線為基準(zhǔn)面，在兩截面之間列柏努利方程，得到 由于啟動離心泵之前pA=pC,于是=0則 又 mh2/m5=10–2 h2/m5則 （qe的單位為m3/h）（2）輸油管線總長度m/s= m/s于是 m=1960 m2．用離心泵（轉(zhuǎn)速為2900 r/min）進行性能參數(shù)測定實驗。在某流量下泵入口真空表和出口壓力表的讀數(shù)分別為60 kPa和220 kPa， m， kW。泵吸入管和排出管內(nèi)徑均為80 mm，吸入管中流動阻力可表達(dá)為（u1為吸入管內(nèi)水的流速，m/s）。 m，實驗是在20 ℃， kPa的條件下進行。試計算泵的流量、壓頭和效率。解：（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之間列柏努利方程式（池中水面為基準(zhǔn)面），得到將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式并整理，得m/s則 m3/h= m3/h(2) 泵的揚程(3) 泵的效率=68%在指定轉(zhuǎn)速下，泵的性能參數(shù)為：q= m3/h H= m P= kW η=68%3．對于習(xí)題2的實驗裝置，若分別改變?nèi)缦聟?shù)，試求新操作條件下泵的流量、壓頭和軸功率（假如泵的效率保持不變）。（1）改送密度為1220 kg/m3的果汁（其他性質(zhì)與水相近）；（2）泵的轉(zhuǎn)速降至2610 r/min。解：由習(xí)題2求得：q= m3/h H= m P= kW（1）改送果汁改送果汁后，q，H不變，P隨ρ加大而增加，即 (2) 降低泵的轉(zhuǎn)速根據(jù)比例定律，降低轉(zhuǎn)速后有關(guān)參數(shù)為 4．用離心泵（轉(zhuǎn)速為2900 r/min）將20 ℃的清水以60 m3/h的流量送至敞口容器。 m。規(guī)定泵入口的真空度不能大于64 kPa。 m。試求（1）泵的安裝高度（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00 kPa）；（2）若改送55 ℃的清水，泵的安裝高度是否合適。解：(1) 泵的安裝高度在水池液面和泵入口截面之間列柏努利方程式（水池液面為基準(zhǔn)面），得即 m（2）輸送55 ℃清水的允許安裝高度55 ℃ kg/m3， kPa則 =m=原安裝高度（ m） m才能不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。5．對于習(xí)題4的輸送任務(wù)，若選用3B57型水泵，其操作條件下（55 ℃清水） m，試確定離心泵的安裝高度。解：為確保泵的安全運行，應(yīng)以55 ℃熱水為基準(zhǔn)確定安裝高度。 m。6．用離心泵將真空精餾塔的釜殘液送至常壓貯罐。 kPa(即輸送溫度下溶液的飽和蒸汽壓)。已知： m， m， m處。試核算該泵能否正常操作。解：泵的允許安裝高度為式中 則 ，實際安裝高度為–，故泵在操作時可能發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。為安全運行， m。7．在指定轉(zhuǎn)速下，用20 ℃的清水對離心泵進行性能測試，測得q～H數(shù)據(jù)如本題附表所示。習(xí)題7 附表1 q (m3/min)0H /m37在實驗范圍內(nèi)，摩擦系數(shù)變化不大，管路特性方程為（qe的單位為m3/min）試確定此管路中的q、H和P(η=81%)習(xí)題7 附圖qe～HeMq～H解：該題是用作圖法確定泵的工作點。由題給實驗數(shù)據(jù)作出q～H曲線。同時計算出對應(yīng)流量下管路所要求的He，在同一坐標(biāo)圖中作qe～He曲線，如本題附圖所示。兩曲線的交點M即泵在此管路中的工作點，由圖讀得q= m3/min，H= m，則習(xí)題7 附圖 q / (m3/min)kW= kW習(xí)題7 附表2qe / (m3/min)0He /m注意：在低流量時，q～H曲線出現(xiàn)峰值。8．用離心泵將水庫中的清水送至灌溉渠， m，管內(nèi)流動在阻力平方區(qū)，管路特性方程為 （qe的單位為m3/s）單臺泵的特性方程為 （q的單位為m3/s）試求泵的流量、壓頭和有效功率。 解：聯(lián)立管路和泵的特性方程便可求泵的工作點對應(yīng)的q、H，進而計算Pe。管路特性方程 泵的特性方程 聯(lián)立兩方程，得到 q=10–3 m3/s H= m則 W=861 W9．對于習(xí)題8的管路系統(tǒng)，若用兩臺規(guī)格相同的離心泵（單臺泵的特性方程與習(xí)題8相同）組合操作，試求可能的最大輸水量。解：本題旨在比較離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)的效果。（1）兩臺泵的并聯(lián)解得： q=10–3 m3/s= m3/h(2) 兩臺泵的串聯(lián)解得： q=10–3 m3/s= m3/h在本題條件下， m3/h。10．采用一臺三效單動往復(fù)泵，將敞口貯槽中密度為1200 kg/103 kPa的高位槽中，兩容器中液面維持恒差8 m，管路系統(tǒng)總壓頭損失為4 m。已知泵的活塞直徑為70 mm，沖程為225 mm，往復(fù)次數(shù)為200 min1。試求泵的流量、壓頭和軸功率。解：（1）往復(fù)泵的實際流量m3/min= m3/min(2)泵的揚程m= m(3)泵的軸功率kW= kW11．用離心通風(fēng)機將50 ℃、 kPa的空氣通過內(nèi)徑為600 mm，總長105 m（包括所有局部阻力當(dāng)量長度）的水平管道送至某表壓為1104 Pa的設(shè)備中。104 m3/h?，F(xiàn)庫房中有一臺離心通風(fēng)機，其性能為：轉(zhuǎn)速1450 min1，104 m3/h，104 Pa。試核算該風(fēng)機是否合用。解：將操作條件的風(fēng)壓和風(fēng)量來換算庫存風(fēng)機是否合用。Pa=106300Pakg/m3= kg/m3m/s= m/s則 Pa=10483 PaPa=10967 Pa庫存風(fēng)機的風(fēng)量q=104 m3/h，風(fēng)壓HT=104 Pa均大于管路要求（qe=104 m3/h，HT=10967 Pa），故風(fēng)機合用。12．有一臺單動往復(fù)壓縮機，氣體的入口溫度為20 ℃，要求壓縮比為9，試求（1）單級壓縮的容積系數(shù)和氣體的出口溫度；（2）兩級壓縮的容積系數(shù)和第一級氣體的出口溫度；（3）往復(fù)壓縮機的壓縮極限。解：（1）單級壓縮的容積系數(shù)和氣體的出口溫度K=（2）兩級壓縮的容積系數(shù)和第一級氣體出口溫度改為兩級壓縮后，每級的壓縮比為則重復(fù)上面計算，得到K=401 K（3）壓縮極限即 解得 第三章 非均相混合物分離及固體流態(tài)化1．顆粒在流體中做自由沉降，試計算（1）密度為2 650 kg/m3， mm的球形石英顆粒在20 ℃空氣中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度為2 650 kg/m3，球形度的非球