【正文】 度范圍內(nèi)大氣的密度可視為定值，大氣溫度為 20℃，地面處的大氣壓強為 103pa。流體流經(jīng)煙囪時的摩擦系數(shù)可取為 ，試求煙道氣的流量為若干？ 20 分 解 :煙囪底端為上游截面 1— 1’、頂端內(nèi)側(cè)為下游截面 2— 2’，并以截面 1— 1’為基準水平面。在兩截面間列柏式，即： 2 21 1 2222 fu p u pg Z g Z h??? ? ? ? ? ? ? 式中 Z1=0， Z2=30m， u1≈ u2 4 分 由于煙道氣壓強變化不大，煙 道氣的密度可按 105pa 及 400℃計算，即： ? ?5 331 . 0 3 3 1 0 3 0 0 . 5 4 3 /8 . 3 1 4 1 0 2 7 3 4 0 0pM k g mRT? ??? ? ??? 2 分 以 39。? 表示大氣的密度， pa， 1 與 pa， 2分別表示煙囪底端與頂端大氣壓強，即： P1= pa， 1— 49Pa 因煙囪頂端內(nèi)側(cè)壓強等于同高度處的大氣壓強，故 p2= pa， 2 = pa， 1— 39。? gZ2 2 分 21 標準狀況下空氣的密度為 ，所以 105Pa、 20℃時的密度為 327339。 1 . 2 9 3 1 . 2 /2 7 3 2 0 k g m? ? ? ?? 2 分 于是 p2= pa， 1— 30= pa， 1— 353 Pa 將以上各值代入 柏式，解得 ? ? ? ?,1 ,14 9 3 5 3 9 0 8 1 3 0 2 6 6 /0 . 5 4 3aaf pph J k g? ? ?? ? ? ?? 2 分 22f eluh d??? 2 分 其中 ? ?1 1 .24 1 .0 92 1 1 .2edm?? ? ?? 2 分 煙道氣的流速為 2 6 6 1 .0 9 2 1 9 .7 /0 .0 5 3 0u m s????? 2 分 煙道氣的流量為 36 00 36 00 19 .7 1. 2 1 0. 54 3 46 21 0 /s uA k g h??? ? ? ? ? ? ? 2分 1已知輸水量為 15m3/h，管徑 53mm，總機械能損失為 40J/kg，泵的效率 ，求泵的軸功率。 15 分 取池內(nèi)水面為截面 1，作為基準面；輸水管出口為截面 2，則有 z1=0, z2=20m,p1=0, p2=500 103Pa u1=0, 2 分 2 215 1 .8 93 6 0 0 0 .0 5 34muS??? 2 分 221 1 2 212 efu P u PZ g W Z g h??? ? ? ? ? ? ? ? 3 分 20m P1=0(表壓 ) P2=500 kN/m2 22 代入數(shù)值，得 We=738J/kg 2 分 質(zhì)量流量 : WS=(15/3600)(1000)=有效功率 :Ne= 738=3080J/s= 2 分 泵的軸功率 : 2 分 16 某液體密度為 800 kg/m3，粘度為 73cP，在連接兩常壓容器間的光滑管中流動， 管徑300mm，總長為 50m（包括全部局部阻力當(dāng)量長度），兩容器液面差為 （如圖示）。 求： (1)管內(nèi)流量為多少？ (2)若在連接管口裝一閥門，調(diào)節(jié)此閥的開度使流量減為原來的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該管折算的當(dāng)量長度又是多少？層流：λ =64/Re；湍流λ = 解：（ 1）在 11， 22 兩截面間列柏努力方程， u1=u2=0， p1=p2=0， We=0 21 1 2 2f lugz h d????? 4 分 由?? ， Re du???代入上式 得 u=驗證 Re= 800/=11550﹥ 4000 假設(shè)正確， V=A u=（ 2）流量減半，流速減半，即 u=Re=5775符合伯拉修斯式 列 11， 22間 柏努力方程 21 0 .2 50 .3 1 6R e 2lugz d ???? ? ? ????? 則 ?? 3 分 kWPP e ??? ? 23 2 2 20 . 3 1 62 2 Re 2Re 1 1 8 . 20 . 3 1 6eeellu u udddlm???? ? ? ? ? ?? ? ? ? 4 分 ，有一直徑為Φ 38 ，長為 30m 的水平直管段 AB，在其中裝有孔徑為 的標準孔板流量計來測量流量，流量系數(shù) Co 為 ，流體流經(jīng)孔板的永久壓降 (局部損失 )為 6 104Pa， AB 段摩擦系數(shù)λ取為 ， 試計算： (1)流體流經(jīng) AB段的壓力差； (2)若泵的軸功率為 800W，效率為 62%，求 AB管段消耗的功率為泵的有效功率的百分率，已知：操作條件下液體密度為 870kg/m3， U管指示液為汞，其密度為 13600kg/m3。 15 分 ? ?? ?? ?002333222 136 00 870 104 870 10 / /4seffRgV C AmsVu m s?????????? ? ? ?? ? ? ?????? 3 分 （ 1）由 A、 B 兩點列柏努力方程 222234422, , 030 10 870 6 102 33 2 10A A B BA e B fA B A B eA B faP u P uZ h Z hg g g gZ Z u u hluP P PdP???? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 5 分 （ 2） 8 0 0 6 2 % 4 9 6eN N W?? ? ? ?軸 AB 段消耗的功率： 10 10 s e f pN m W V u W? ??? ? ? ? ? ? ? ? 4 分 24 則 1 6 9 .0 5 1 0 0 % 3 4 .1 %496eNN ? ? ? ? 3 分 18．一敞口高位水槽 A 中水流經(jīng)一喉徑為 14mm 的文丘里管，將濃堿液槽 B 中的堿液（密謀為 1400 kg/ 3m ）抽吸入管內(nèi)混合成稀堿液送入 C 槽，各部分標高如附圖所示；輸水管規(guī)格為 φ57 3mm，自 A 至文丘里喉部 M 處管路總長（包括所有局部阻力損失的當(dāng)量長度在內(nèi)）為 20m，摩擦系數(shù)可取 。 （ 1） 當(dāng)水流量為 8m3/h 時，試計算文丘里喉部 M 處的真空度為多少 mmHg； （ 2） 判斷槽的濃堿液能否被抽吸入文丘里內(nèi)（說明判斷依據(jù)）。如果能被吸入，吸入量的大小與哪些因素有關(guān)？ 15 分 主管道 smAVsu /]0 5 )4// [ ()3 6 0 0/8(/ 2 ???? ? (1)文丘里喉部 M 處 smAVsu /]0 1 )4// [ ()3 6 0 0/8(/ 222 ???? ? 3 分 在高位水槽上面與 M 處界面間的列柏努利方程得： 真空度）(2 3 )2/()0 5 (0 2 )2/)(/1()2/()(/222222212mmHgOmHgggudguZZgp??????????? ?? 5 分 (2) h 堿 ? 堿 ＝ ? 水 h 水 h 水 ＝ 1400/1000＝ OH2 ( OH2 ) 故濃堿液能被吸入管內(nèi)。 3 分 在 B 槽液面與 M 處水平截面間的列柏努利方程得： 吸 f22 h)/()2/()/( ?????? gPguhgPa ?? 吸 f22 h)2/()/()PPa( ?????? guhg? 可見吸入量的大小不僅與 M處的真空度、 B 槽液面與 M處的位差有關(guān)，而且與吸入管的管路情況（管徑、 管長、粗糙度等）有關(guān)。 4 分 A C B 8m 1.5m 1m M 25 第二章 流體輸送機械 一、名詞解釋（每題 2 分） 1. 泵流量 泵單位時間輸送液體體積量 2. 壓頭 流體輸送設(shè)備為單位重量流體所提供的能量 3. 效率 有效功率與軸功率的比值 4. 軸功率 電機為泵軸所提供的功率 5. 理論壓頭 具有無限多葉片的離心泵為單位重量理想流體所提供的能量 6. 氣縛現(xiàn)象 因為泵中存在氣體而導(dǎo)致吸不上液體的現(xiàn)象 7. 離心泵特性曲線 在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵主要性能參數(shù)與流量關(guān)系的 曲線 8. 最佳工作點 效率最高時所對應(yīng)的工作點 9. 氣蝕現(xiàn)象 泵入口的壓力低于所輸送液體同溫度的飽和蒸汽壓力，液體汽化，產(chǎn)生對泵損害或吸不上液體 10. 安裝高度 泵正常工作時，泵入口到液面的垂直距離 11. 允許吸上真空度 泵吸入口允許的最低真空度 12. 氣蝕余量 泵入口的動壓頭和靜壓頭高于液體飽和蒸汽壓頭的數(shù)值 13. 泵的工作點 管路特性曲線與泵的特性曲線的交點 26 14. 風(fēng)壓 風(fēng)機為單位體積的流體所提供的能量 15. 風(fēng)量 風(fēng)機單位時間所輸送的氣體量，并以進口狀態(tài)計 二、單選擇題 （每題 2分） (1) 用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大出口閥門將導(dǎo)致（ ） Ａ 送水量增加，整個管路阻力損失減少 Ｂ 送水量增加，整個管路阻力損失增大 Ｃ 送水量增加，泵的軸功率不變 Ｄ 送水量增加，泵的軸功率下降 A (2) 以下不是離心式通風(fēng)機的性能參數(shù) ( ) Ａ 風(fēng)量 Ｂ 揚程 Ｃ 效率 Ｄ 靜風(fēng)壓 B (3) 往復(fù)泵適用于 ( ) Ａ 大流量且流量要求特別均勻的場合 Ｂ 介質(zhì)腐蝕性特別強的場合 Ｃ 流量較小，揚程較高的場合 Ｄ 投資較小的場合 C (4)離心通風(fēng)機的全風(fēng)壓等于 ( ) Ａ 靜風(fēng)壓加通風(fēng)機出口的動壓 Ｂ 離心通風(fēng)機出口與進口間的壓差 Ｃ 離心通風(fēng)機出口的壓力 Ｄ 動風(fēng)壓加