【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 努利方程 P139。/ρ = u 2/2 + (15+ι 39。/d)u2/2 ∴P 139。 = 104Pa23. 10℃的水以 500L/min 的流量流過(guò)一根長(zhǎng)為 300m 的水平管，管壁的絕對(duì)粗糙度為。有 6m 的壓頭可供克服流動(dòng)阻力，試求管徑的最小尺寸。解:查表得 10℃時(shí)的水的密度 ρ= 105 Pas u = Vs/A = 103/d2 ∵ ∑ｈ f = 6 = ∑ｈ f=(λι/d) u 2/2 =λ150 u 2/d 假設(shè)為滯流 λ= 64/Re = 64μ/duρ ∵H fg≥∑ｈ f ∴d≤10 3 檢驗(yàn)得 Re = 2022 ∴ 不符合假設(shè) ∴為湍流 假設(shè) Re = 104 即 duρ/μ= 10 4 ∴d =10 2m 則 ε/d = 查表得 λ= 要使∑ｈ f≤H fg 成立則 λ150 u 2/d≤ d≥10 2m24. 某油品的密度為 800kg/m179。，粘度為41cP，由附圖所示的 A 槽送至 B 槽，A 槽的液面比 B 槽的液面高出 。輸送管徑為ф89（包括閥門(mén)當(dāng)量長(zhǎng)度） ，進(jìn)出口損失可忽略。試求：（1）油的流量（m179。/h） ；（2）若調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，使油的流量減少20%，此時(shí)閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度為若干 m？解：⑴ 在兩槽面處取截面列伯努利方程 u 2/2 + Zg + P1/ρ= u 2/2 + P2/ρ+ ∑ｈ f ∵P 1= P2Zg = ∑ｈ f= λ(ι/d) u 2/2= λ?(50/8210 3)u2/2 ①假設(shè)流體流動(dòng)為滯流,則摩擦阻力系數(shù)λ=64/Re=64μ/duρ ②聯(lián)立①②兩式得到 u = 2022 假設(shè)成立油的體積流量 ω s=uA=π/4(8210 3)23600 =⑵ 調(diào)節(jié)閥門(mén)后的體積流量 ω s39。= (120％)= m 3/h 調(diào)節(jié)閥門(mén)后的速度 u= 同理由上述兩式 = λ?(ι/8210 3) λ=64/Re=64μ/duρ 可以得到 ι= ∴閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度 ι e=ι50 =25. 在兩座尺寸相同的吸收塔內(nèi)，各填充不同的填料，并以相同的管路并聯(lián)組合。每條支管上均裝有閘閥，兩支路的管長(zhǎng)均為 5m（均包括除了閘閥以外的管件局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度） ，管內(nèi)徑為 200mm。通過(guò)田料層的能量損失可分別折算為 5u1178。與 4u2178。，式中 u 為 氣體在管內(nèi)的流速 m/s ，氣體在支管內(nèi)流動(dòng)的摩擦系數(shù)為 。管路的氣體總流量為 179。/s。 試求：（1）兩閥全開(kāi)時(shí)，兩塔的通氣量；（2）附圖中 AB 的能量損失。分析：并聯(lián)兩管路的能量損失相等，且各等于管路 總的能量損失,各個(gè)管路的能量損失由兩部分組成，一是氣體在支管內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的，而另一部分是氣體通過(guò)填料層所產(chǎn)生的，即∑ｈ f=λ(ι＋∑ι e/d) u2/2?。?f 填 而且并聯(lián)管路氣體總流量為個(gè)支路之和, 即 Vs= Vs1 + Vs2 解：⑴兩閥全開(kāi)時(shí)，兩塔的通氣量由本書(shū)附圖１－２９查得 d=200mm 時(shí)閥線(xiàn)的當(dāng)量長(zhǎng)度 ι e=150m ∑ｈ f1=λ(ι 1＋∑ι e1/d) u12/2 + 5 u12 =(50+150)/ u12/2 + 5 u12 ∑ｈ f2=λ(ι 2＋∑ι e2/d) u22/2 + 4 u12 = (50+150)/ u22/2 + 4 u12 ∵∑ｈ f1=∑ｈ f2 ∴u 12/ u22= 又∵V s= Vs1 + Vs2 = u1A1+ u2A2 , A1 = A2 =()2π/4== (+ u2)? = ∴ u 2= 即 兩塔的通氣量分別為 Vs1 = m3/s, Vs12= m3/s ⑵ 總的能量損失 ∑ｈ f=∑ｈ f1=∑ｈ f2 =155/ u12/2 + 5 u12 = u12 = J/Kg 26. 用離心泵將 20℃水經(jīng)總管分別送至A，B 容器內(nèi)，總管流量為 89m/h179。，總管直徑為ф1275mm。原出口壓強(qiáng)為105Pa，容器 B 內(nèi)水面上方表壓為1kgf/cm178。，總管的流動(dòng)阻力可忽略，各設(shè)備間的相對(duì)位置如本題附圖所示。試求：（1）離心泵的有效壓頭 H e； （2）兩支管的壓頭損失 Hf，oA ，H f，oB， 。解：（1）離心泵的有效壓頭總管流速 u = Vs/A 而 A = 3600π/4(117) 2106 u = 在原水槽處與壓強(qiáng)計(jì)管口處去截面列伯努利方程 Z0g + We = u2/2 + P0/ρ+∑ｈ f ∵總管流動(dòng)阻力不計(jì)∑ｈ f=0 We = u2/2 + P0/ρZ 0g =+105/ 2 = ∴有效壓頭 He = We/g = ⑵ 兩支管的壓頭損失在貯水槽和 Α﹑Β 表面分別列伯努利方程 Z0g + We = Z1g + P1/ρ+ ∑ｈ f1 Z0g + We = Z2g + P2/ρ+ ∑ｈ f2 得到兩支管的能量損失分別為∑ｈ f1= Z0g + We –(Z1g + P1/ρ) = 2 + –(16 + 0) =∑ｈ f2=Z0g + We (Z2g + P2/ρ) =2 + –(8 + 103/) = J/Kg∴壓頭損失 H f1 = ∑ｈ f1/g = m Hf2 = ∑ｈ f2/g = 27. 用效率為 80%的齒輪泵將粘稠的液體從敞口槽送至密閉容器中，兩者液面均維持恒定，容器頂部壓強(qiáng)表讀數(shù)為 30103Pa。用旁路調(diào)節(jié)流量，起流程如本題附圖所示，主管流量為 14m3/h，管徑為 φ663mm，管長(zhǎng)為 80m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度） 。旁路的流量為 5m3/h，管徑為 Φ32，管長(zhǎng)為 20m（包括除閥門(mén)外的管件局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）兩管路的流型相同，忽略貯槽液面至分支點(diǎn) o 之間的能量損失。被輸送液體的粘度為 50mPas，密度為1100kg/m179。，試計(jì)算：（1）泵的軸功率（2）旁路閥門(mén)的阻力系數(shù)。解：⑴泵的軸功率分別把主管和旁管的體積流量換算成流速主管流速 u = V/A = 14/[3600(π/4)(60) 2106] = m/s 旁管流速 u 1 = V1/A = 5/[3600(π/4)(27) 2106] = m/s先計(jì)算主管流體的雷偌準(zhǔn)數(shù) Re = duρ/μ= 2022 屬于滯流摩擦阻力系數(shù)可以按下式計(jì)算 λ= 64/ Re = 在槽面和容器液面處列伯努利方程 We = Z2g + P2/ρ+ ∑ｈ f = 5 + 30103/1100 + 80/(60103) = J/Kg主管質(zhì)量流量 ω s= uAρ= (π/4)(60) 21100 = 泵的軸功率 Ne/η= Weω s/η = W =⑵旁路閥門(mén)的阻力系數(shù)旁管也為滯流 其摩擦阻力系數(shù) λ 1 = 64/ Re1 = 有效功 We = 0+ u12/2 + 0 + ∑ｈ f = u12/2 + λu 12/2 20/d1 + ε?u 12/2 ∴旁路閥門(mén)的阻力系數(shù) ε= (We u 12/2 λu 12/220/d1) 2/u12= 28．本題附圖所示為一輸水系統(tǒng)，高位槽的水面維持恒定，水分別從 BC 與 BD 兩支管排出，高位槽液面與兩支管出口間的距離為 11m，AB 段內(nèi)徑為38mm，長(zhǎng)為 58m；BC 支管內(nèi)徑為 32mm，長(zhǎng)為 ；BD 支管的內(nèi)徑為 26mm，長(zhǎng)為 14m，各段管長(zhǎng)均包括管件及閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度。AB 與 BC 管的摩擦系數(shù)為 。試計(jì)算：(1)當(dāng) BD 支管的閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，BC 支管的最大排水量為若干 m179。/h？(2)當(dāng)所有的閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，兩支管的排水量各為若干 m179。/h？BD 支管的管壁絕對(duì)粗糙度為，水的密度為 1000kg/m179。，粘度為 s。分析：當(dāng) BD 支管的閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，BC 管的流量就是 AB 總管的流量；當(dāng)所有的閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，AB 總管的流量應(yīng)為 BC，BD 兩管流量之和。而在高位槽內(nèi)，水流速度可以認(rèn)為忽略不計(jì)。解:（1）BD 支管的閥門(mén)關(guān)閉 VS,AB = VS,BC 即 u0A0 = u1A1 u0π38 2/4 = u1π32 2/4 ∴ u 0 = 分別在槽面與 CC,BB 截面處列出伯努利方程 0 + 0 + Z0g = u12/2 + 0 + 0 + ∑ｈ f,AC0 + 0 + Z1g = u02/2 + 0 + 0 + ∑ｈ f,AB而∑ｈ f,AC = λ?(ι AB/d0 )u02/2 + λ?(ι BC/d1)u12/2 = (58000/38) u02/2 + (12500/32)u12/2 = u02 + u12 ∑ｈ f,AB = λ?(ι AB/d0)u02/2 = (58000/38)u02/2= u02∴u 1 = BC 支管的排水量 V S,BC = u1A1 = ⑵ 所有的閥門(mén)全開(kāi) VS,AB = VS,BC + VS,BD u0A0 = u1A1 + u2A2 u0π38 2/4 = u1π32 2/4 + u2π26 2/4 u0382 = u1322 + u2262 ① 假設(shè)在 BD 段滿(mǎn)足 1/λ 1/2=2 lg(d /ε) + ∴λ D = 同理在槽面與 CC,DD 截面處列出伯努利方程 Z0g = u12/2 + ∑ｈ f,AC = u12/2 +λ?(ι AB/d0 )u02/2 + λ?(ι BC/d1)u12/2 ② Z0g = u22/2 + ∑ｈ f,AD = u22/2 +λ?(ι AB/d0 )u02/2 +λ D?(ι BD/d2)u22/2 ③ 聯(lián)立①②③求解得到 u 1 = m/s, u2 = m/s核算 Re = duρ/μ = 2610 3103/ = 103 (d/ε)/Reλ 1/2 = ∴假設(shè)成立即 D,C 兩點(diǎn)的流速 u 1 = m/s , u2 = m/s∴ BC 段和 BD 的流量分別為 V S,BC = 3210(π/4)3600 = m3/s VS,BD = 2610(π/4)3600 = m3/s 29. 在 Φ38 的管路上裝有標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，孔板的孔徑為 ，管中流動(dòng)的是20℃的苯，采用角接取壓法用 U 管壓差計(jì)測(cè)量孔板兩測(cè)的壓強(qiáng)差，以水銀為指示液，策壓連接管中充滿(mǎn)甲苯。測(cè)得 U 管壓差計(jì)的讀數(shù)為 600mm，試計(jì)算管中甲苯的流量為若干 kg/h？解：查本書(shū)附表 20℃時(shí)甲苯的密度和粘度分別為 ρ= 867 Kg/m 3,μ= 10 3假設(shè) Re = 104 當(dāng) A0/A1 = () = 時(shí),查孔板流量計(jì)的 C0與 Re, A0/A1 的關(guān)系得到 C0 = 體積流量 V S = C0A0[2gR(ρ Aρ)/ ρ] 1/2 = π/4 106 [2()/]1/2=103 m3/s流速 u = V S /A = m/s核算雷偌準(zhǔn)數(shù) Re = duρ/μ = 10 4 與假設(shè)基本相符 ∴甲苯的質(zhì)量流量 ω S = VSρ=10 38673600 = 5426 Kg/h 第二章 流體輸送機(jī)械1 . 在用水測(cè)