【文章內容簡介】 105 Pas u = Vs/A = 103/d2 ∵ ∑ｈ f = 6 = ∑ｈ f=(λι/d) u 2/2 =λ150 u 2/d 假設為滯流 λ= 64/Re = 64μ/duρ ∵H fg≥∑ｈ f ∴d≤10 3 檢驗得 Re = 2022 ∴ 不符合假設 ∴為湍流 假設 Re = 104 即 duρ/μ= 10 4 ∴d =10 2m 則 ε/d = 查表得 λ= 23 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（包括閥門當量長度） ，進出口損失可忽略。試求：（1）油的流量（m179。/h） ；（2）若調節(jié)閥門的開度，使油的流量減少 20%，此時閥門的當量長度為若干 m？解：⑴ 在兩槽面處取截面列伯努利方程 u2/2 + Zg + P1/ρ= u2/2 + P2/ρ+ ∑ｈ f ∵P 1= P2Zg = ∑ｈ f= λ(ι/d) u 2/2= λ?(50/8210 3)u2/2 ①假設流體流動為滯流,則摩擦阻力系數λ=64/Re=64μ/duρ ②聯(lián)立①②兩式得到 u = 2022 假設成立油的體積流量 ω s=uA=π/4(8210 3)23600 =⑵ 調節(jié)閥門后的體積流量 ω s39。= (120％)= 24m3/h 調節(jié)閥門后的速度 u= 同理由上述兩式 = λ?(ι/8210 3) λ=64/Re=64μ/duρ 可以得到 ι= ∴閥門的當量長度 ι e=ι50 =25. 在兩座尺寸相同的吸收塔內，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，兩支路的管長均為 5m（均包括除了閘閥以外的管件局部阻力的當量長度） ，管內徑為 200mm。通過田料層的能量損失可分別折算為 5u1178。與 4u2178。，式中 u 為 氣體在管內的流速 m/s ，氣體在支管內流動的摩擦系數為 。管路的氣體總流量為 179。/s。 試求：（1）兩閥全開時，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,各個管路的能量損失由兩部分組成，一是氣體在支管內流動產生的，而另一部分是氣體通過填料層所產生的，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支路之和, 即 V s= Vs1 + Vs2 解：⑴兩閥全開時，兩塔的通氣量由本書附圖１－２９查得 d=200mm時閥線的當量長度 ι e=150m ∑ｈ f1=λ(ι 1＋∑ι e1/d) u12/2 + 5 u1225 =(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℃水經總管分別送至 A，B 容器內，總管流量為 89m/h179。，總管直徑為ф1275mm。原出口壓強為105Pa，容器 B內水面上方表壓為 1kgf/cm178。，總管的流動阻力可忽略，各設備間的相對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26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 = 在原水槽處與壓強計管口處去截面列伯努利方程 Z0g + We = u2/2 + P0/ρ+∑ｈ f ∵總管流動阻力不計∑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/)27 = 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，容器頂部壓強表讀數為 30103Pa。用旁路調節(jié)流量，起流程如本題附圖所示，主管流量為 14m3/h，管徑為φ663mm，管長為 80m（包括所有局部阻力的當量長度） 。旁路的流量為 5m3/h，管徑為 Φ32，管長為 20m（包括除閥門外的管件局部阻力的當量長度）兩管路的流型相同，忽略貯槽液面至分支點 o之間的能量損失。被輸送液體的粘度為 50mPas，密度為1100kg/m179。，試計算：（1）泵的軸功率（2）旁路閥門的阻力系數。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先計算主管流體的雷偌準數 Re = duρ/μ= 2022 屬于滯流28摩擦阻力系數可以按下式計算 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旁路閥門的阻力系數旁管也為滯流 其摩擦阻力系數 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 ∴旁路閥門的阻力系數 ε= (We u12/2 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 段內徑為 38mm，29長為 58m；BC 支管內徑為 32mm，長為 ；BD 支管的內徑為26mm，長為 14m，各段管長均包括管件及閥門全開時的當量長度。AB與 BC 管的摩擦系數為 。試計算：(1)當 BD 支管的閥門關閉時，BC 支管的最大排水量為若干 m179。/h？(2)當所有的閥門全開時，兩支管的排水量各為若干 m179。/h？BD 支管的管壁絕對粗糙度為 ，水的密度為 1000kg/m179。，粘度為s。分析：當 BD 支管的閥門關閉時，BC 管的流量就是 AB總管的流量；當所有的閥門全開時，AB 總管的流量應為 BC，BD 兩管流量之和。而在高位槽內，水流速度可以認為忽略不計。解:（1）BD 支管的閥門關閉 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 30= (58000/38)u02/2= u02∴u 1 = BC支管的排水量 V S,BC = u1A1 = ⑵ 所有的閥門全開 VS,AB = VS,BC + VS,BD u0A0 = u1A1 + u2A2 u0π38 2/4 = u1π32 2/4 + u2π26 2/4 u0382 = u1322 + u2262 ① 假設在 BD段滿足 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 = ∴假設成立31即 D,C 兩點的流速 u 1 = m/s , u2 = m/s∴ BC段和 BD的流量分別為 VS,BC = 3210(π/4)3600 = m3/s VS,BD = 2610(π/4)3600 = m3/s 29. 在 Φ38 的管路上裝有標準孔板流量計，孔板的孔徑為，管中流動的是 20℃的苯，采用角接取壓法用 U管壓差計測量孔板兩測的壓強差，以水銀為指示液，策壓連接管中充滿甲苯。測得 U管壓差計的讀數為 600mm，試計算管中甲苯的流量為若干 kg/h？解：查本書附表 20℃時甲苯的密度和粘度分別為 ρ= 867 Kg/m 3,μ= 10 3假設 Re = 104 當 A0/A1 = () = ,查孔板流量計的 C0與 Re, A0/A1 的關系得到 C0 = 體積流量 V S = C0A0[2gR(ρ Aρ)/ ρ] 1/2 = π/4 106 [2()/]1/232=103 m3/s流速 u = V S /A = m/s核算雷偌準數 Re = duρ/μ = 10 4 與假設基本相符 ∴甲苯的質量流量 ω S = VSρ=10 38673600 = 5426 Kg/h 33第二章 流體輸送機械1 . 在用水測定離心泵性能的實驗中，當流量為 26m179。/h時，泵出口處壓強表和入口處真空表的讀數分別為 152kPa和 ，軸功率為 ，轉速為 2900r/min，若真空表和壓強表兩測壓口間的垂直距離為 ，泵的進出口管徑相同，兩測壓口間管路